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【摘要】以拉伸彈簧滑輪蓋為研究對象，首先對塑件進行工藝性分析，利用UG軟件對拉伸彈簧滑輪蓋進行產品造型，然后再利用Moldflow進行模流仿真分析。利用正交優化選出最優的參數，以分析結果為依據，結合UG軟件中的MouldWizard模具模塊設計出合理的模架。
【關鍵詞】模流分析；拉伸彈簧滑輪蓋；注塑模具
本課題是注塑模具設計與CAE分析，近幾年注塑模具設計發展迅速，設計者只需在電腦上建立產品的三維造型，根據產品三維模型進行模具結構設計及優化設計，緊接著就可以利用軟件導出模架。隨著計算機技術的迅猛發展，注塑模具CAE技術也隨之推廣，這項技術的發展應用使模具設計和加工成本大大降低，效率也成倍地提高[1]。本課題所使用的軟件是Moldflow，在設計階段，通過Moldflow分析就能預測出產品可能出現的一些問題，能夠提前做出修正，再進行優化，從而提高效率、縮短研發周期、降低成本。
1塑件的工藝性分析
原料選取PA6，形態上屬于半結晶性材料。它的結晶度較高、熔點較為明顯；表面硬度較高、耐磨損、摩擦系數較小、有潤滑性和消音性。密度為1.14-1.15（g/cm3），低溫時性能良好，有一定的耐熱性（可以在100度以下使用）[2]。根據塑料的要求，進行建模。
2塑件模流仿真分析
本課題通過對拉伸彈簧滑輪座的流動以及冷卻成型的分析結果，可以對設計尺寸和模具結構進行優化處理。
2.1澆口位置的選擇及流動分析
該產品小批量生產，自動脫模，采取一模一腔，直澆口，直接流入型腔，壓力損失較小，進料速度非?？欤尚洼^容易，通過圖2結果得到澆口最佳位置在拉伸彈簧滑輪蓋上方藍顏色區域，在澆口位置確定后，就可以進行下一步的成型分析測量。通過圖3壓力分析結果可以看出塑件所受壓力分布均勻，最大值為24.32Mpa，壓力主要集中在澆口位置，遠離澆口壓力逐漸減小，最后在塑件上部邊緣降至最低。通過圖4流動前沿溫度分布較為合理且均勻，符合要求。通過圖5氣穴主要分布在分型面的位置，數量也比較少。氣穴比較容易從分型面排除，不會導致氣泡、燒焦塑件等缺陷的出現。
2.2冷卻分析結果
冷卻分析結果主要包括制品達到頂出溫度的時間、回路管壁溫度、翹曲變形等[3]。通過圖6當制品成型完成時，從分析中可以看出塑件表面溫度較高，這樣冷卻時間就會延長。這里采取將冷卻管道尺寸進行增大分析結果來保證表面的降溫。通過圖7最高溫度在澆口處為28.27℃，最低溫度在入口處為26.37℃，溫差不超過5℃。通過圖8可以分析出拉伸彈簧滑輪蓋的綜合變形因數為0.9587mm。
2.3基于正交試驗的工藝參數優化
正交法是研究多因素、多水平試驗的一種高效、快速、經濟的科學設計方法。本案例通過moldflow得到許多可變化的分析條件和結果將注塑機的熔體溫度（A）、模具溫度（B）、注射時間（C）、保壓時間（D）、和保壓壓力（E）作為可變因素[4]，并在其中選擇具有代表的因素通過單一變量法對工藝參數進行模擬優化?？梢钥闯觯簩τ趯嶒灲Y果即塑件的翹曲變形影響的由大到小順序為A>C>B>E>D。根據表1和表2，分析塑件的翹曲變形結果。模具溫度為30℃，注射時間為3s，熔體溫度為255℃，保壓時間為10s，保壓壓力為100Mpa。
3模具設計
分型面的設計非常關鍵，其會影響到整副模具的結構布局與模具加工的難易程度[5]。拉伸彈簧滑輪蓋屬于規則物體，整體結構簡單，高度適中，其最大輪廓處正好在物件的垂直投影處。將分型面設計在投影面的水平，操作簡單易于開模。通過moldflow的分析結果，選出了最佳澆口位置，進行澆注系統的設計，主流道采用直澆口，利于排氣以及快速成型。正交優化選出注塑機調試最優的參數，基于模流分析和正交優化之后的結果，澆注系統和冷卻水道都已設計完成，再利用mould-wizard選取模架，選取標準件，例：澆口套、定位環和螺釘等等。本次案例選用模架基本尺寸為B×L=300m×250mm，型腔采用一模一腔的結構。無側抽芯機構，推出方式采用的單分型面的一次推出機構。綜合上述因素綜合考慮，模架形式采用最典型的兩板模結構，該結構較為簡單，易于維修。在開合模過程中，部件無干涉現象，能進行正常的開合模動作。
4總結
本文以拉伸彈簧滑輪蓋為案例，進行了注射模模具設計與CAE分析。從開始使用UG畫出拉伸彈簧滑輪蓋上蓋的三維模型，緊接著利用Moldflow對拉伸彈簧滑輪蓋進行模流分析，再進行正交優化，獲得了所需的參數，導出模架。這種設計模式可以提高塑料制品的質量，避免模具返工和修改設計，節省時間和成本。
參考文獻
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作者:陸廣華 周康康 張榮山 劉艷 單位:南京理工大學泰州科技學院 泰州市大陸智子智能科技有限公司 江蘇福馬高新動力機械有限公司