基于CAE的注塑模具浇口开闭时间模拟分析

夏金林 李渊博 王少军

摘 要：基于moldflow分析软件，对遮阳罩产品阀浇口开启及关闭时间成型工艺参数进行了模拟分析，通过对模具阀浇口开闭时间长短进行了对比分析，获得了确保塑料件注塑成型质量并最终应用于生产的工艺参数；从而有效解决了塑料件缺料、飞边等缺陷，提高了塑料件成型质量，缩短了试模时间及节约了生产成本。

关键词：注塑成型；模流分析；工艺参数

中图分类号：U466 文献标识码：B 文章编号：1671-7988（2018）17-95-03

Abstract： On the basis of Moldflow analysis software，the technology parameters of valve opening and closing time of the sun shade products was simulated and analyzed。The injection molding process parameter was obtained and applied to ensure the quality of the plastic parts by investigating the valve opening and closing time. Therefore， some defects such as lacking plastic， flying edge were effectively solved and the quality of the plastic parts was improved. The mould testing time is shortened and the production cost is decreased.

Keywords： Injection molding； Moldflow； Technological parameter

CLC NO.： U466 Document Code： B Article ID： 1671-7988（2018）17-95-03

前言

在注塑成型中，多点位顺序控制阀浇口进胶时间至关重要。进胶时间长短影响着注塑成型过程中塑料流体流动情况，易出現进胶不平衡导致飞边或缺料等成型缺陷，从而影响产品的品质及外观质量。因此，注塑成型工艺中多点位顺序控制阀浇口进胶时间最优设计成为迫切需要解决的问题。

本论文以某重型卡车遮阳罩为研究对象，外形尺寸为2050×320×280mm，其结构形状如图1所示。由于此产品尺寸较大，生产成本较高，生产风险也随之增加，减少调试次数，能有效降低生产成本。因此，拟结合模流分析CAE软件moldflow对遮阳罩注塑成型阀浇口进胶时间工艺参数进行优化，从而解决实际生产中因浇口进胶不平衡导致的飞边、缺料等问题。

1 塑料件特点及成型问题

1.1 塑料件模型及成型分析

遮阳罩模型壁厚3mm，体积为1650cm3，质量为2056g。该塑料件质量要求为：外观面不能有缩痕、飞边、熔接线、缺料等基本缺陷；其模具方案为单腔模设计，浇注系统为五点阀浇口。为了保证产品质量，避免出现飞边、缺料等缺陷，需要严格控制浇口的开启及关闭时间。

1.2 塑料件模流CAE分析模型

如图2所示，将塑料件的3D模型利用CAD Doctor修正模型后，并导入到Moldflow软件中，划分双层面网格，表面三角形单元是102194个，节点是51963个，平均纵横比为1.6559，最大纵横比8.4457，最小纵横比为1.15，匹配百分比96.4%，相互网格匹配百分比为97.3%，网格能满足本方案中各分析方案要求。

1.3 塑料件材料

采用PC材料（PC-2407，德国拜耳公司），相对密度为1.19，物性特征曲线如图3所示。

该材料韧性好，符合遮阳罩工况使用要求，其成型工艺参数如表1所示：

1.4 进胶系统结构

浇注系统结构如图4所示。主流道为圆型，入口尺寸直径为8mm，流道截面为梯形，长边*短边*高尺寸为15*11*8mm，浇口为矩形锥形截面形状，尺寸为始端宽度40mm，始端高度2mm，末端宽度40mm，末端高度6mm。

1.5 阀浇口控制方案

分析方案采用的基本标准是：①充填压力不大于注塑机最大注射压力70%，而东华3350T机台最大注射压力为208MPa，则充填压力应小于145MPa；②流动波前温差小于10度；③无缺料飞边缺陷。通过初步分析，确定阀浇口进胶方式的二个方案，具体如表2：

1.5.1 方案一充填分析

图5为方案一充填时间、流动前沿温度分析结果。由图5 可知，方案一充填时间为9.47s，但是产品远离浇口的端部存在缺料现象（见图5c），流动前沿温度差大于20℃。

1.5.2 方案二充填分析结果如下

图6为方案二充填时间、流动前沿温度以及充填压力分析结果。由图5可知，方案二充填时间为8.12s，熔体流动前沿温差小于10度，充填压力100MPa，无成型缺陷。

根据以上两种方案的分析结果比较，方案二充填压力及

充填温度能满足充填要求，且无质量缺陷。

将以上方案二的阀浇口开启时间参数应用到遮阳罩的实际生产中，有效解决了遮阳罩易缺料、飞边等问题。成型后的产品见图7。

2 结论

利用CAE软件，以重卡遮阳罩产品为例研究了阀胶口开启及关闭时间，用于实际生产的工艺参数，从而节约了生产成本及试模费用。解决了实际生产过程中的缺料、飞边等问题，为其它产品的CAE分析提供了参考。

参考文献

[1] 曾文瑜.汽车保险杠冷热流道结合注塑成型工艺CAE优化分析[J].塑料工业，2016（3）：83-88.

[2] 杨安，肖国华，华明伟.模流数值分析与试模工艺参数实践设置计算[J].模具技术，2015（3）：13-17，39.

[3] 熊毅.外壳注塑CAE工艺优化及模具CAD[J].塑料工业，2016（2）： 71-74，82.

[4] 申长雨，注塑成型模拟及模具优化设计理论与方法 [M].上海：科学出版社，2009.

[5] 李德群，现代塑料注塑的原理，方法与应用[M].上海：上海交通大学出版社，2005.

[6] 王忠生.基于时序控制的大平板件熔接痕问题分析及工艺控制研究[J].塑料工业，2016（6）：65-68.

[7] 肖世龙，黄勇，张景，陈振，徐淑姣.基于Moldflow的外壳注塑模具及工艺优化研究[J].塑料工业，2016（4）：69-72.