基于Moldflow软件的型腔各异模具流动平衡优化.pdf

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1、洪剑城：基于Moldflow软件的型腔各异模具流动平衡优化35基于Moldflow软件的型腔各异模具流动平衡优化洪剑城(四川大学高分子科学与工程学院，成都610065)摘要采用Moldflow6．1的填充分析模块和流道平衡模块，分析型腔各异模具的不平衡流动。发现优化流道截面尺寸，流动不平衡率仅从28．16％降为20．88％，而同时调整型腔布局和优化流道截面尺寸，能将流动不平衡率从28．16％降为1．16％。结果表明，当熔体流动不平衡率较大时，应首先考虑调整型腔布局，再结合调整流道截面尺寸、浇1：／等因素使之达到流动平衡；型腔布局对熔体的平衡流动起着重要作用。关键词Moldflow型腔流动

2、平衡布局20世纪70年代以来，随着计算机技术的迅猛表1试样相关尺寸发展和普及，注射模CAD／CAE技术也随之推广。项目1试样2试样3试样4试样长X宽×厚／50×50×6172×20×480×40×48O×l0×4注射模CAD／CAE技术的发展和应用使模具设计、ITlmXmm×mm加工的成本大大降低，效率则成倍提高，该技术的重面积／mm2496．62429．63l96．6798．1要作用已得到充分的认可。其中以Moldflow软件的体积／mm14979．69718．412786．431924数量／个111应用最具代表性，它不仅能够模拟分析热塑性塑料熔体注入模具的流动过程，而且可以对注塑的浇

3、口由于这些试样的几何形状和体积各不相同，设位置、压力分布、冷却过程及注射工艺条件等进行模计这副模具的关键就在于如何保证各个试样的质拟分析¨J。量，难点是如何使熔体在各个型腔中平衡流动并且注塑机大批量生产中，由于剪切作用使一模多保证锁模力中心在主流道的轴线上。腔模具常用的“自然均衡”流道产生明显的不均衡2初始设计方案及流动分析现象，以及大众追求个性导致小批量注塑的逐渐2．1初始设计方案增加，使型腔各异多腔模具的应用得到迅速发展。初始设计方案的确定主要基于以下几点：①试如果塑料熔体能够同时到达并充满模具的各个型样都是长条形，分流道以“工”字形布局；②流道的腔，则称该熔体流动是平衡的。在一模多

4、腔或者组断面形状和截面尺寸按照经验给定；③考虑到模具合型腔的注射成型过程中，熔体在浇注系统中流动大小，最长的2试样与最短的1试样搭配；④考虑的平衡问题是十分重要的。浇注系统的不平衡流动到流动平衡，将体积仅次于1试样的3试样放在2可能导致许多成型缺陷，如飞边、短射、制件密度不试样一侧；⑤为保证3个4试样质量的一致性，将均匀、气穴和产生过多熔接痕等J。平衡的浇注系其中2个放在1试样一侧；⑥根据锁模力中心在主统不仅可以保证良好的制件质量，而且可以保证不流道轴线上的原则，计算各型腔的位置尺寸。同型腔内制件质量的一致性。方案确定后用Pro／E建模，将模型转换成IGES1制件的结构、尺寸格式，导入到

5、Moldflow，用Fusion模块划分网格，建图1所示为材料性能测试用试样的结构，表1立浇注系统。初始方案如图2所示。其中主流道为列出各试样的相关尺寸。为了操作方便和节省费用，要求将它们放在同一副模具中成型，并且保证试样的质量。l—l试样；2_2试样；3—3试样；4—6__4试样；7～l2一l～6流道图2初始设计方案1一l试样；2—2试样；3—3试样；4—4试样图1试样的结构收稿日期：2009—10—1236工程塑料应用2010年，第38卷，第1期锥形，长60mm，小端直径为06mlTl，锥度为1．5。；25分流道断面形状为u形，具体尺寸见表2。20表2初始设计方案各段分流道的截面尺寸

6、皇15＼项目1流道2流道3流道4流道5流道6流道10宽度／mm9997885高度／mm6666660UJ2342．2流动分析时间／s采用Moldflow的填充分析模块(Fil1)分析熔体图5浇口位置压力曲线在流道和型腔中的流动情况。材料选用聚丙烯位置的压力在熔体充满4试样型腔(3．8s)时仅有(PP)；模具表面温度设为40~C，熔体温度设为16．09MPa，然后开始迅速上升，在熔体充满2试样240℃。在分析结果中，应主要关注熔体在型腔内是型腔(4．635s)时达到最大值23．73MPa，这说明熔否平衡填充及填充过程中的压力变化情况。体的不平衡流动会造成注塑压力的明显提高。(1)填充时间3

7、方案优化填充时间分析如图3所示。最先充满的是3对于型腔各异模具，其流动平衡与流道布局、型试样型腔，用时3．330S，而最后充满的是2试样型腔布局、流道截面尺寸、浇口类型和浇口截面尺寸等腔，用时4．635s，流动的不平衡率达到了28．16％，因素有关。但本例中的试样对浇口类型和截面尺寸这样不平衡的流动会造成各个型腔内的压力分布不有特殊要求，．因此要调整熔体流动，只能从流道截面均衡，不仅使成型的试样有飞边，还使3个4试样尺寸、流道布局和