基于Moldflow的注塑开关工艺分析

杨德，扈艳萍，韩雷雷，张惠敏

（青岛科技大学，山东青岛，266000）

1 前言

随着生活水平及生产技术水平的不断提高，人们对塑料制品的要求也越来越高。塑料开关是人们日常生活中必不可少且经常接触的塑料制品，不仅要求其能满足基本的功能，而且对开关各方面要求也越来越高，如外观越来越漂亮，符合人体工学设计，手感好，经久耐用等，本文利用模流分析软件对开关的注塑充填过程进行分析，确定最佳的工艺参数，使生产的制件不仅能达到质量要求而且符合人们的审美要求。

2 制件的结构分析及工艺性分析

图1所示为按钮的三维模型，该制品较简单，但对表面质量有很高的要求，内径为48mm，外径为50mm，壁厚为1mm ，高度18.75mm。因塑料开关对硬度及外观有一定的要求，故采用制品尺寸稳定，表面质量较好且流动性较高的ABS作为注射材料，所采用的ABS为UMG ABS Ltd生产的ABS，牌号为UMG ABS GSM。

图1 制件图

3 模型的网格划分及最佳浇口位置的确定

对模型进行网格划分，采用双层面网格，全局的网格边长为1.5mm，划分的的网格单元为10372个。图2为制件的网格模型。对模型的最佳浇口位置进行分析，当因子为1时，表示这个位置是最佳浇口位置[1]，如图3所示，因制件对外观有要求，在制件表面不能有浇口痕迹，所以浇口位置不能在外表面，只能设在内表面。

图2 网格模型

图3 浇口匹配性

4 模流分析

4.1 充填时间

充填时间是指塑料熔体从浇口进入型腔，直到整个型都充满的一段时间间隔。如图4所示为充填分析的结果。结果表明充填时间为0.6657s，由充填时间可知，颜色过渡比较柔合，表明充填过程平缓，因此充填过程比较合理[2]。

图4 充填时间

4.2 熔接线

熔接线是由模具不同位置浇口处流入的熔融塑料汇聚时产生的交接痕迹，熔接线不仅对制件的外观质量而且对制件的强度有很大影响，熔接线分析结果显示了熔接线在模具型腔内的分布情况，如图5所示。由分析结果知，在制件的表面有熔接线，熔接线的存在不仅会影响制件的表面质量，而且削弱了制件的机械强度[3]。解决的方法为适当增加模具温度，适当增加熔体温度，修改浇口位置。

图5 熔接线

4.3 体积收缩率

体积收缩率表示了每个单元相对自身原始体积的收缩率，塑件从成型温度到室温，其体积收缩率可以达到20%[4]，如果制件为均匀收缩，则制件不会发生翘曲，仅仅只是体积的减小，若不是均匀收缩，则会发生翘曲。体积收缩率分析结果如图6所示，制件的收缩比较均匀，充填完成以后要进行充分的保压，防止制件因不均匀的体积收缩而产生翘曲，影响制件质量。

5 结束语

图6 体积收缩率

本文以开关的注塑充填过程为例，利用模流分析软件moldflow对充填过程进行模拟分析，通过对注塑充填过程中的充填时间，熔接线，体积收缩率等进行分析，根据分析结果，在模具设计中有针对性的对影响产品质量的工艺参数进行改善，提高模具的质量，减少产品的质量缺陷，提高经济效益。另一方面，根据模流分析的结果，可以减少模具试模的次数，减少浪费，加快模具设计的速度，缩短模具生产制造周期。

[1]李代叙等编著.moldflow模流分析从入门到精通[M].北京:清华大学出版社,2012,162-165.

[2]刘细芬,张帆.基于Pro/E和Moldflow的注射模CAD/CAE技术[J].机械设计制造,2011,4:1-3.

[3]师中华,胥光申.基本笔记本上边框的Moldflow分析与应用[J].西安工程大学学报,2014,2(3):1-6.

[4]张利化.基于Moldflow的电器面板翘曲分析[J].计算机应用技术,2014,7(41):1-5.