管道连接筒注射成型数值模拟与模具设计优化.pdf

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1、第44卷，第11期工程塑料应用Vol.44，No.11712016年11月ENGINEERINGPLASTICSAPPLICATIONNov.2016doi:10.3969/j.issn.1001-3539.2016.11.016管道连接筒注射成型数值模拟与模具设计优化12111张帅，金久芝，陈振，黄勇，李鑫(1.沈阳理工大学艺术设计学院，沈阳110159；2.辽宁省建筑设计研究院，沈阳110159)摘要：根据管道连接筒的产品要求和结构特征，运用Moldflow和UG等软件设计了注塑模具浇注系统和

2、冷却系统，进行了注射成型数值模拟。选择熔体温度、模具温度、保压压力、保压时间和注射时间5因素设计了DOE正交试验，得到优化的注塑工艺参数及保压曲线。设计并制造出连接筒注塑模具，生产出合格的产品，验证了模拟结果的正确性。关键词：数值模拟；管道连接筒；正交试验；工艺优化中图分类号：TB324文献标识码：A文章编号：1001-3539(2016)11-0071-05InjectionMoldingNumericalSimulationandMoldDesignOptimizingofPipeConne

3、ctingTube12111ZhangShuai，JinJiuzhi，ChenZhen，HuangYong，LiXin(1.ArtDesignCollege，ShenyangLigongUniversity，Shenyang110159，China；2.LiaoningProvincialBulidingDesign&ResearchInstitute，Shenyang110159，China)Abstract：Accordingtotherequirementsofthepipeconnect

4、ingtubeproductsandstructurecharacteristic，MoldflowandUGsoftwarewereusedtodesignthegatingsystemandcoolingsystemofinjectionmoldingandtheinjectionmoldingsimulationwasconducted.Themelttemperature，moldtemperature，holdingpressure，holdingtimeandinjectiontime

5、fivefactorswerechosentodesigntheDOEorthogonalexperimentforoptimizingtheinjectionmoldingprocessparametersandpressurecurve.Injectionmoldfortheconnectingtubewasdesignedandmanufactured，andthequalifiedproductsareobtained，whichverifiedthecorrectnessofthesimul

6、ationresults.Keywords：numericalsimulation；pipeconnectingtube；orthogonalexperiment；processoptimization连接筒在管道设备中起着连接作用，要求产品为222.5g。材料为丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料强度较高、密封性好、无注塑缺陷。注射成型过程中(ABS)，可以保证塑件的耐摩擦性和较好的低温韧[2]工艺参数设置不当容易导致体积收缩率不均和翘曲性。塑件的筒状表面由凹凸曲面连接组合而成，变形较大；残余应力较大会

7、导致产品应力波动，尤内部镂空，中部有加强筋，底部有螺纹，筒身一侧有其在产品壁厚不均连接处和扭曲拐角处；加强筋作四方凹槽，凹槽内部垂直方向有侧抽特征。其三维用部位连接处内应力易集中，缩痕指数变化起伏较造型如图1所示。高，易产生裂纹。注射成型的非线性、多变量特性和压力波动下塑料行为的不可预测性，使得工艺的设[1]置及实际生产中合理工艺的保持十分困难。笔者通过运用Moldflow数值模拟软件，设计并改进了连接筒的浇注系统和冷却系统，对塑件温度分布、收缩率、剪切应力等指标进行了优化，减少了缩痕、翘曲等注塑

8、缺陷，提高了产品的成品率。1建模及成型工艺分析图1连接筒3D模型1．1三维模型及网格划分将三维模型转化为igs格式，导入CADDoctor利用UG软件建立连接筒的三维模型。塑件外观尺寸为134mm×147mm×150mm，壁厚不联系人：张帅，讲师，主要从事工业设计等研究均，最薄处为1.25mm，最厚处为4.39mm，质量收稿日期：2016-08-1572工程塑料应用2016年，第44卷，第11期进行检测，消除缺陷后导入Moldflow划分网格，并20s，注射时间为1.2s，保压时间为8s，保压压进