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第39卷第4期2011年4月塑料工业C H I N AP L A S T I C S I ND U S T R Y作者简介:王小明,男,1959年生,江西吉安人,高级工程师,主要从事机械设计与制造研究,发表科研论文30余篇。
w a n g x m @e c j t u .j x .c nM o l d f l o w 在注塑成型翘曲优化中的应用王小明1,赵明娟1,陈炳辉1,宋金良2(1.华东交通大学载运工具与装备省部共建教育部重点实验室,江西南昌330013;2.辽阳金兴汽车内饰集团公司,辽宁辽阳111000) 摘要:以汽车副仪表板装饰盖为例,借助M o l d f l o w 软件进行模拟,预测其翘曲变形量,通过分析材料、熔体温度和模具温度对翘曲的影响,从而得到最佳的工艺参数组合,对改善产品质量、降低成本具有重要的指导意义。
关键词:M o l d f l o w 软件;最佳浇口;翘曲优化;熔体温度中图分类号:T Q 320.66+2 文献标识码:A 文章编号:1005-5770(2011)04-0049-03A p p l i c a t i o n o f Mo l d f l o wi nWa r pO p t i m i z a t i o no f t h e I n j e c t i o n Mo l d i n gW A N GX i a o -m i n g 1,Z H A OM i n g -j u a n 1,C H E NB i n g -h u i 2,S O N GJ i n -l i a n g2(1.K e y L a b o r a t o r y o f C o n v e y a n c e a n dE q u i p m e n t ,M i n i s t r y o f E d u c a t i o n ,E a s t C h i n a J i a o t o n g U n i v e r s i t y ,N a n c h a n g 330013,C h i n a ;2.L i a o y a n g J i n x i n g A u t o m o b i l e I n n e r D e c o r a t i o n G r o u pC o .,L t d .,L i a o y a n g 111000,C h i n a )A b s t r a c t :T h e u n e v e nv o l u m es h r i n k a g e ,m o l e c u l a r o r i e n t a t i o n a n dc o o l i n go f p l a s t i c s r e s u l t e di nt h e w a r p o f p l a s t i c p r o d u c t .T a k i n g t h e a u t o m o b i l e d a s h b o a r d d e c o r a t i v e c o v e r s a s a n e x a m p l e ,t h e w a r p c a n b e a c c u r a t e l y p r e d i c t e d b y u s i n g o f t h e M o l d f l o ws o f t w a r e .T h e o p t i m i z e d p a r a m e t e r s w e r e o b t a i n e d t h r o u g h a n a l -y s i s o f t h e e f f e c t s o f m a t e r i a l s ,m e l t t e m p e r a t u r e ,m o l d i n g t e m p e r a t u r e ,w h i c h w a s i m p o r t a n t t o t h e i m p r o v e -m e n t o f q u a l i t y o f p r o d u c t a n d r e d u c t i o n o f c o s t .K e y w o r d s :M o l d f l o wS o f t w a r e ;B e s t G a t e L o c a t i o n ;W a r p a g e O p t i m i z a t i o n ;M e l t T e m p e r a t u r e 随着汽车向轻、快发展,塑件制品广泛应用于汽车,汽车塑料零件注塑模具的需求越来越大,人们对汽车内饰构件的要求也越来越高,这就对我们的设计人员提出了更高的要求[1]。
西安工程大学学报Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｘｉ’ａｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ 第２９卷第３期（总１３３期）２０１５年６月Ｖｏｌ．２９，Ｎｏ．３（Ｓｕｍ．Ｎｏ．１３３） 文章编号：１６７４－６４９Ｘ（２０１５）０３－０３６９－０６ＤＯＩ：１０．１３３３８／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－６４９ｘ．２０１５．０３．０２０基于Ｍｏｌｄｆｌｏｗ的薄壁注塑件翘曲优化分析王善凯１，李 晶１，胡激涛２，孙晓盼１，范晓健１（１．西安工程大学机电工程学院，陕西西安７１００４８；２．惠州市银宝山新科技有限公司，广东惠州５１６０００）摘要：为减小注塑件的翘曲，降低模具设计过程中试模、修模的次数，以中兴牌路由器前盖为分析对象，首先利用ＵＧ软件对路由器前盖进行三维造型，再利用Ｍｏｌｄｆｌｏｗ软件对路由器前盖的翘曲缺陷进行分析．通过优化模具结构、制件厚度以及调整模具温度、注塑温度和保压曲线等工艺参数，使注塑件翘曲量减小．通过优化注塑件的成型过程减小翘曲量，得到最优的工艺数据组合，可进一步改善产品质量，降低模具设计制造成本．关键词：薄壁注塑件；Ｍｏｌｄｆｌｏｗ；翘曲；优化中图分类号：ＴＱ ３２０．６６ 文献标识码：ＡＷａｒｐａｇｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｉｎ－ｗａｌｌｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｍｏｌｄｉｎｇ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＭｏｌｄｆｌｏｗＷＡＮＧ Ｓｈａｎｋａｉ１，ＬＩ Ｊｉｎｇ１，ＨＵ Ｊｉｔａｏ２，ＳＵＮ Ｘｉａｏｐａｎ１，ＦＡＮ Ｘｉａｏｊｉａｎ１（１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ′ａｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ′ａｎ ７１００４８，Ｃｈｉｎａ；２．Ｈｕｉｚｈｏｕ Ｓｉｌｖｅｒ Ｂａｓｉｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．Ｌｔｄ，Ｈｕｉｚｈｏｕ ５１６０００，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｗａｒｐａｇｅ ｏｆ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｍｏｌｄｉｎｇ ａｎｄ ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｍｏｕｌｄ ｔｅｓｔｉｎｇａｎｄ ｒｅｐａｉｒｉｎｇ，ｔｈｅ ｆｒｏｎｔ ｃｏｖｅｒ ｏｆ ＺＴＥ ｒｏｕｔｅｒ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｂｊｅｃｔ．Ａ ｓｏｌｉｄ ｍｏｄｅｌ ｏｆｔｈｅ ｆｒｏｎｔ ｃｏｖｅｒ ｗａｓ ｃｒｅａｔｅｄ ｂｙ ＵＧ，Ｍｏｌｄｆｌｏｗ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｒｏｎｔ ｃｏｖｅｒ ｔｏ ｄｏ ｗａｒｐａｇｅ ａｎａｌｙ－ｓｉｓ．Ｔｈｅ ｗａｒｐａｇｅ ｗａｓ ｒｅｄｕｃｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｔｈｅ ｍｏｌｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｔｈｅ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｌａｓ－ｔｉｃ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｐａｒｔｓ ａｎｄ ａｄｊｕｓｔｉｎｇ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅ ｓｕｃｈ ａｓ ｄｉｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｉｎｊｅｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ａｎｄ ｐｒｅｓｕｒｅ ｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇ ｌｉｎｅ．Ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｏｐｔｉ－ｍｉｚｉｎｇ ｔｈｅ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｍｏｌｄｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ，ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｗａｒｐａｇｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｍｏｌｄｉｎｇ．Ｉｔｉｓ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｔｏ ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｐｒｏｄｕｃｔ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ ｃｏｓｔ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｔｈｉｎ－ｗａｌｌ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｍｏｌｄｉｎｇ；Ｍｏｌｄｆｌｏｗ；ｗａｒｐａｇｅ；ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ０ 引 言随着“以塑代钢，以塑代木”研究的不断深入，人们对于塑料制件的要求也越来越高．注塑件的翘曲变 收稿日期：２０１４－０１－０９ 基金项目：陕西省自然科学基金资助项目（２０１４ＪＭ９３６４） 通讯作者：李晶（１９６２—），女，福建省福州市人，西安工程大学教授，研究方向为机械ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＣＡＭ技术的应用研究．Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｊｉｎｇ６２＠１２６．ｃｏｍ形是影响注塑件质量优劣的主要因素，而翘曲产生的原因很多．目前，针对注塑件翘曲变形的研究分析主要是从理论、实验或者优化设计方面进行翘曲分析［１－４］，文献［５］通过调整工艺参数及优化冷却系统来减少注塑件的翘曲变形．这些方面的研究往往只是局限于模具机构、塑料材料或工艺参数等单一因素，而没有将诸多因素结合考虑，使得优化结果出现较大偏差．因此，对注塑件进行翘曲综合因素分析与优化，具有一定的现实意义．文中所要分析的对象为中兴品牌的路由器前盖，前盖的整体结构较为简单，侧壁四周分布着卡扣和筋结构．前盖一端具有一排圆孔，延伸出薄壁结构．路由器前盖模具为大批量生产模具，采用Ａｕｔｏｄｅｓｋ公司的Ｍｏｌｄｆｌｏｗ软件对路由器前盖的注塑成型过程进行分析，找出塑件在注塑成型过程中产生翘曲的原因，并对其进行一定优化，可以提高试模的成功率，降低模具生产成本，缩短模具开发周期．１ 分析前处理１．１ 网格划分首先在ＵＧ软件中对路由器前盖进行三维模型的创建，其三维尺寸为２１０ｍｍ×１７７ｍｍ×１８ｍｍ．在ＵＧ中建模完成后导出ｘ－ｔ格式文件，并导入到ｃａｄ ｄｏｃｔｏｒ中进行模型修复与简化，将模型中的自由边修复，并将一些小的倒角、圆角及字体等特征简化．将简化后的模型导入到Ｍｏｌｄｆｌｏｗ中进行注塑成型过程分析．为提高Ｍｏｌｄｆｌｏｗ分析效率，在导入前盖模型时选择双面网格模型，全局网格边长设置为５ｍｍ，其余设置默认．由于网格划分后存在自由边、纵横比过大等缺陷，同时在Ｍｏｌｄｆｌｏｗ中进行翘曲分析时需要相互匹配率达到９０％以上，最大纵横比在６～１０以内，因此为提高Ｍｏｌｄｆｌｏｗ对模型分析的准确性，需要使用网格工具对网格的纵横比及厚度等问题进行修复，确保网格没有缺陷．最终的网格划分统计情况如表１所示．表１ 网格统计信息Ｔａｂｌｅ １ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｅｓｈ实体计数三角形／个节点／个面积／ｃｍ２体积／ｃｍ３纵横比最大平均最小共用边匹配百分比／％匹配相互１５ ６６４ ７ ７９８ ８９４．７４９ １０２．３１２ ８．３ ２．２４ １．１５ ２３ ４９６ ９３．７ ９４．３１．２ 浇口位置确定浇口位置是决定注塑件最终品质的关键因素之一，产品的使用、外观、设计和模具结构等都会对浇口位置的选择产生影响［６］．因此浇口位置选择的正确与否，将直接影响塑料熔体在注塑模腔中的流动情况，对塑件成型后是否会产生欠注、熔接痕和翘曲量大小等问题也有很大影响．在Ｍｏｌｄｆｌｏｗ中，可以通过ＡＭＩ中的“浇口位置”分析模块快速准确分析出塑件的最佳浇口位置，从而提高模具设计效率及塑件质量．采用ＡＭＩ中的“浇口位置”分析类型对前盖进行最佳浇口位置分析，得到的最佳浇口如图１所示，最佳浇口的设置区域为深色区域，其最佳浇口位置在Ｎ１０８５８附近．２ 初始分析２．１ 浇注及冷却系统创建在产品进行成型分析之前需将模型的浇注系统及冷却系统创建完成，并将分析类型由“浇口位置”改为“冷却＋填充＋保压＋翘曲”类型．由浇口位置分析得知最佳浇口位置位于节点Ｎ１０８５８附近，但由于注塑件为路由器前盖，注塑件表面需要光滑平整，因此在初始方案中浇注系统的浇口采用潜伏式浇口，由手工进行创建．由于路由器前盖结构较为平整，没有复杂特征，因此结合实际生产情况，手动设计冷却水路，水路数量为８条，其余设置默认．浇注系统及冷却回路创建结果如图２所示．２．２ 初始方案２．２．１ 材料选择及工艺设置 路由器的前盖需要有良好的抗冲击性能且具有一定的热稳定性．同时考虑到在填充时需要一定的流动特性，因此注塑材料选择Ｃｈｉ Ｍｅｉ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ的Ｗｏｎｄｅｒｌｏｙ ５４０型ＰＣ＋ＡＢＳ０７３ 西安工程大学学报 第２９卷材料，其中，熔体密度为１．００５ ６ｇ·ｃｍ－３，预出温度为９５℃，熔体温度为２００～２６０℃，最大剪切应力为０．４ＭＰａ，模具温度为４０～７０℃． 图１ 最佳浇口位置 图２ 浇注系统和冷却系统Ｆｉｇ．１Ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｌｏｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｐｒｕｅ Ｆｉｇ．２Ｃｏｏｌｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｐｏｕｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ工艺设置中，将“注射＋保压＋冷却时间”设置为“指定３０ｓ”，填充控制设置为注射时间２ｓ，注射压力达到１２０ＭＰａ时进行速度／压力切换．保压曲线设置：首先是６ｓ的１００％充填压力保压，然后进行５ｓ的８０％充填压力保压，再经过４ｓ的６０％充填压力保压，最后分离翘曲原因．工艺设置完成后开始注塑成型分析．２．２．２ 结果分析 分析完成后通过结果文件查看翘曲量，其结果如图３所示．注塑件的翘曲主要发生在边角处，所有因素引起的总翘曲量最大为０．４１６ ０ｍｍ，而收缩不均和冷却不均引起的最大翘曲变形量分别为０．４２４ ７ｍｍ，０．０３２ ７ｍｍ．取向因素所引起的翘曲量为０，由于冷却及取向因素所引起的翘曲较小，可以忽略不计．图３ 初始方案翘曲主因分析Ｆｉｇ．３Ｔｈｅ ｗａｒｐｉｎｇ ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ｉｎｉｔｉａｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ３ 优化分析３．１ 温度优化在注塑成型过程中，温度是导致注塑件产生收缩不均的主要原因之一［７］．熔体温度过低会使得熔体不易解取向，易于产生翘曲；熔体温度较高时，会因冷却时间变长而增加塑件收缩的机会，从而产生翘曲．而对于模具温度，增加模具温度，会增大塑件的成型收缩率，导致塑件脱模后变形较大；当模具温度过低时，模具型腔内熔体流动性变差，容易使塑件出现短射等现象．因此，在一定范围内选取适当模具温度与注塑１７３第３期 基于Ｍｏｌｄｆｌｏｗ的薄壁注塑件翘曲优化分析温度有助于减小注塑件翘曲变形量［８］．在Ｍｏｌｄｆｌｏｗ中，系统推荐Ｗｏｎｄｅｒｌｏｙ ５４０型ＰＣ＋ＡＢＳ材料的模具温度范围为４０～７０℃，而系统推荐的熔体温度为２００～２６０℃．按照系统推荐的模具温度与熔体温度，选取２８组数据进行对比分析，模具温度依次设置为４０℃，５０℃，６０℃，７０℃，注塑温度依次设置为２００℃，２１０℃，２２０℃，２３０℃，２４０℃，２５０℃，２６０℃．按照上述温度设定寻找翘曲变形最小时的模具温度与注塑温度，结果如表２所示．表２ 不同模具温度和注塑温度下的翘曲量Ｔａｂｌｅ ２ Ｔｈｅ ｗａｒｐａｇｅ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｄｉｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｍｍ模具温度／℃注塑温度／℃２００ ２１０ ２２０ ２３０ ２４０ ２５０ ２６０４０ ０．４６４ ２ ０．４５２ ４ ０．４１２ ６ ０．４１６ ２ ０．４５９ ６ ０．４８５ ８ ０．５１４ ３５０ ０．４５７ ２ ０．４５０ ６ ０．４１１ ０ ０．４１６ ０ ０．４６０ ７ ０．４８５１ ０．５１３ ２６０ ０．４８５ ０ ０．４６６ ７ ０．４２５ ８ ０．４５１ ３ ０．４７９ ６ ０．５０１９ ０．５０８ ３７０ ０．４８７ ６ ０．４６６ ３ ０．４５２ ７ ０．４５１ ４ ０．４７８ ９ ０．５０３０ ０．５０７ ９对比表２中的数据可以看出，在其他条件完全相同时，不同模具温度与注塑温度的设置，可导致不同注塑件的翘曲量．对比分析不同模具温度与注塑温度下的翘曲结果可知，当模具温度和注塑温度分别在５０℃，２２０℃时翘曲量最小，为０．４１１ ０ｍｍ．翘曲主要是由收缩不均引起的．３．２ 保压曲线优化在上述优化的基础上继续对保压曲线进行保压优化分析．保压曲线的优化与分析主要是通过调整保压曲线，使注塑件的体积收缩率尽可能减小且分布均匀，从而降低由收缩不均引起的翘曲变形［９］．为了使注塑件内应力最小化，同时避免发生缩壁现象，应使保压压力尽可能低．保压压力一般取充填压力的８０％～１００％，也可以进行适当调整．由前面优化可知，翘曲在０．４１１ ０ｍｍ时最大锁模力为４４０ｔ，注射位置处最大压力为１２０ＭＰａ．因此对保压曲线进行如下调整：将保压控制由“充填压力与时间”改为“保压压力与时间”，先进行５ｓ的１２０ＭＰａ压力保压，然后进行５ｓ的９０ＭＰａ压力保压，再经过３ｓ的６０ＭＰａ压力保压，最后经过２ｓ的３０ＭＰａ压力保压．保压曲线调整后再次分析，其所有因素引起的翘曲变形结果如图４所示，总翘曲量最大为０．３８７ ５ｍｍ，相对于温度优化时翘曲下降明显．而引起翘曲变形的主要因素还是收缩不均（０．４０４ ７ｍｍ），冷却不均及取向因素所引起的翘曲忽略不计．３．３ 厚度优化在所有影响注塑件翘曲的因素中，除保压曲线外，对注塑件翘曲影响最大的是注塑件的壁厚［１０］．注塑件厚度的变化，会直接影响到冷却时间、保压压力等参数的变化，从而会对注塑件的翘曲产生影响．对于不同类型的材料，壁厚的增加或降低对翘曲的影响也不同．对于结晶型材料，降低壁厚能够减小产品收缩率变化，从而能够降低翘曲；而对于无定型材料，增加壁厚能够增加产品硬度，且能降低翘曲量．因此，在翘曲分析时合理优化产品壁厚能够最大程度地降低产品翘曲．路由器前盖所采用的材料为Ｃｈｉ Ｍｅｉ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ的Ｗｏｎｄｅｒｌｏｙ ５４０型ＰＣ＋ＡＢＳ材料，为无定型材料，因此，在进行厚度优化时，可以通过适当增加产品厚度来降低翘曲．由上述翘曲分析可知，翘曲量变化较大区域主要分布在产品的边角．通过Ｍｏｌｄｆｌｏｗ中的网格厚度检测可知，网格厚度变化较大的区域同样发生在产品的边角上，在产品设计时考虑到装配因素，将边框部分厚度设置为１．４ｍｍ左右．将厚度变化较大区域的厚度适度增厚至２．５ｍｍ左右，使厚度同其他区域厚度接近，同时将边框部分的厚度增加到１．５ｍｍ．厚度优化后，继续对翘曲进行分析，翘曲变形最大为０．１３４ ７ｍｍ，其主要是由收缩不均所引起的（翘曲为０．１３０ ９ｍｍ），Ｚ方向上的翘曲由０．３６４ ７ｍｍ，降低到０．０７３ ０ｍｍ．３．４ 模具结构优化在模具结构设计方面，浇注系统和冷却系统是引起注塑件翘曲变形的主要因素．在浇注系统中，浇口位置不当、浇口太小或太大都会使得流长、流阻过大，而浇道、流道的不合理设计也会使注射压力提高，同时高分子易被拉伸或压挤，残余应力过大，容易发生翘曲；浇注系统的不合理设计会导致凸凹模温差过大，２７３ 西安工程大学学报 第２９卷从而产生较大弯曲力矩，使塑件形状发生改变，产生翘曲［１１］．图４ 优化保压曲线后翘曲变形量Ｆｉｇ．４Ｔｈｅ ｗａｒｐａｇｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｐｒｅｓｕｒｅ ｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇ ｃｕｒｖｅ由上述分析优化可知，模具凸凹模之间温差很小，而由冷却导致的翘曲较小，冷却系统的设计满足要求，因此，模具结构优化以浇注系统的优化为主．首先将潜伏式浇口更改为测浇口并重新确定浇口位置，其次将流道直径由原先的８ｍｍ，６ｍｍ分别减小至６ｍｍ，５ｍｍ，并将原８ｍｍ的流道长度缩短．浇注系统优化结束后，分析结果如图５所示，翘曲变形缩小至为０．１１９ ０ｍｍ，其主要是由收缩不均所引起的（翘曲为０．１１２ ３ｍｍ）．图５ 浇注系统优化后的翘曲Ｆｉｇ．５Ｔｈｅ ｗａｒｐ ａｆｔｅｒ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｔｈｅ ｇａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ从上述优化的结果可以看出，注塑件的翘曲变形主要发生在边角，且引起注塑件翘曲的主要因素是收缩不均．通过对注塑件壁厚以及模具温度、熔体温度、保压曲线等工艺参数的优化，注塑件翘曲量已由初始方案的０．４１６ ０ｍｍ缩小到０．１１９ ０ｍｍ，达到了路由器模具设计所需要求．３．５ 验证根据注塑件的质量及尺寸，结合Ｍｏｌｄｆｌｏｗ模拟分析结果，在实际试模中工艺参数设置为：模具温度３７３第３期 基于Ｍｏｌｄｆｌｏｗ的薄壁注塑件翘曲优化分析５０℃，模具流道温度２２５℃，塑料熔体加热温度２１５～２２５℃，注塑压力、时间以及保压压力、时间按Ｍｏｌｄ－ｆｌｏｗ分析结果设置，开模时间为５ｓ．试模结束后，其结果与Ｍｏｌｄｆｌｏｗ最终优化结果相似，塑件翘曲变形量较小，完全在允许范围之内．整个试模过程工艺稳定，塑件没有明显的飞边、短射及熔接痕等缺陷，完全符合设计要求．４ 结 论（１）文中利用Ｍｏｌｄｆｌｏｗ软件对路由器前盖的注塑成型过程进行了“冷却＋填充＋保压＋翘曲”分析，通过分析路由器前盖翘曲的产生原因可知，收缩不均及冷却不均是注塑件产生翘曲的主要因素，而产品厚度以及温度、保压曲线的不合理设置等是注塑件产生收缩不均及冷却不均的主要原因．（２）使用Ｍｏｌｄｆｌｏｗ软件对注塑成型过程进行分析、优化不仅可以有效减少模具设计生产中的反复试模、修模过程，做到一次试模成功，同时还可以缩短模具设计生产周期，降低生产成本，提高企业竞争力．参考文献：［１］ 孙桂兰，杜宏明．基于Ｍｏｌｄｆｌｏｗ的风扇叶注塑模具冷却系统的设计及分析［Ｊ］．机械，２０１３，４０（１）：２２－２６． ＳＵＮ Ｇｕｉｌａｎ，ＤＵ Ｈｏｎｇｍｉｎｇ．Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｏｌｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｍｏｕｌｄ ｏｆ ｔｈｅ ｆａｎ ｌｅａｖｅｓ ｂａｓｅｄｏｎ Ｍｏｌｄｆｌｏｗ［Ｊ］．Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ，２０１３，４０（１）：２２－２６．［２］ 董金虎．基于ＣＡＥ的壁厚不均匀注塑件的结构修正［Ｊ］．中国塑料，２０１０，２４（５）：７４－７７． ＤＯＮＧ Ｊｉｎｈｕ．Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｍｏｌｄｅｄ ｐｌａｓｔｉｃｓ ｐａｒｔｓ ｗｉｔｈ ｕｎｅｖｅｎ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＣＡＥ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＰｌａｓｔｉｃｓ，２０１０，２４（５）：７４－７７．［３］ 陈建华．塑料注射制品翘曲变形研究［Ｄ］．合肥：合肥工业大学，２００６：１６－２１． Ｃｈｅｎ Ｊｉａｎｈｕａ．Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｐｌａｓｔｉｅｓ′ｗａｒｐ ｄｅｇｒｅｅ［Ｄ］．Ｈｅｆｅｉ：Ｈｅｆｅｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００６：１６－２１．［４］ 赵建．基于翘曲分析的注塑模工艺参数的优化［Ｊ］．中国塑料，２００８，２２（１１）：６１－６５． ＺＨＡＯ Ｊｉａｎ．Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｍｏｌｄｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｐｌａｓｔｉｅｓ ｐａｒｔｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｗａｒｐａｇｅ［Ｊ］．Ｃｈｉｎａ Ｐｌａｓｔｉｃｓ，２００８，２２（１１）：６１－６５．［５］ 卢可，张永恒．基于Ｍｌｏｄｆｌｏｗ的注塑成型模具翘曲分析及其优化设计［Ｊ］．轻工机械，２０１０，２８（２）：９－１３． ＬＵ Ｋｅ，ＺＨＡＮＧ Ｙｏｎｇｈｅｎｇ．Ｗａｒｐａｇｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｍｏｌｄｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｍｏｌｄｆｌｏｗ［Ｊ］．Ｌｉｇｈｔ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ，２０１０，２８（２）：９－１３．［６］ 李代叙．Ｍｏｌｄｆｌｏｗ模流分析从入门到精通［Ｍ］．北京：清华大学出版社，２０１２：１３４－１４９． ＬＩ Ｄａｉｘｕ．Ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ ｍａｓｔｅｒ ｏｎ Ｍｏｌｄｆｌｏｗ ｍｏｕｌｄ ｆｌｏｗ ａｎａｌｙｓｉｓ［Ｍ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｔｓｉｎｇｈｕａ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＰｒｅｓｓ，２０１２：１３４－１４９．［７］ 崔伟清，黄海阔，董良太．基于Ｍｏｌｄｆｌｏｗ的电蚊香加热器上盖翘曲的优化分析［Ｊ］．塑料工业，２０１３，４１（１１）：３３－３５． ＣＵＩ Ｗｅｉｑｉｎｇ，ＨＵＡＮＧ Ｈａｉｋｕｏ，ＤＯＮＧ Ｌｉａｎｇｔａｉ．Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｍｏｓｑｕｉｔｏ ｈｅａｔｅｒ ｃｏｖｅｒ ｗａｒｐａｇｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｂａｓｅｄ ｏｎＭｏｌｄｆｌｏｗ［Ｊ］．Ｃｈｉｎａ Ｐｌａｓｔｉｃｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，２０１３，４１（１１）：３３－３５．［８］ 陈艳霞，陈如香，吴盛金．Ｍｏｌｄｆｌｏｗ ２０１０完全自学与速查手册［Ｍ］．北京：电子工业出版社，２０１０：２７９－２９８． ＣＨＥＮ Ｙａｎｘｉａ，ＣＨＥＮ Ｒｕｘｉａｎｇ，ＷＵ Ｓｈｅｎｇｊｉｎ．Ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ ｓｅｌｆ－ｓｔｕｄｙ ａｎｄ ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｎ Ｍｏｌｄｆｌｏｗ ２０１０［Ｍ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｅ－ｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｐｒｅｓｓ，２０１０：２７９－２９８．［９］ 赵龙志，赵明娟，付伟．现代注塑模具设计实用技术手册［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２０１３：６６１－６７３． ＺＨＡＯ Ｌｏｎｇｚｈｉ，ＺＨＡＯ Ｍｉｎｇｊｕａｎ，ＦＵ Ｗｅｉ．Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｎ ｍｏｄｅｒｎ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｍｏｕｌｄ［Ｍ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｐｒｅｓｓ，２０１３：６６１－６７３．［１０］ 郭峰霞，朴贤德，谢鹏程．非均匀壁厚塑件的充填不平衡现象［Ｊ］．塑料，２０１３，４２（３）：６９－７２． ＧＵＯ Ｆｅｎｇｘｉａ，ＰＡＫ Ｈｙｏｎｄｏｋ，ＸＩＥ Ｐｅｎｇｃｈｅｎｇ．Ｆｉｌｌｉｎｇ ｉｍｂａｌａｎｃｅ ｏｆ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｍｏｌｄｉｎｇ ｏｆ ｐｌａｓｔｉｃｓ ｐａｒｔｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｈｉｃｋｎｅｓｓ［Ｊ］．Ｐｌａｓｔｉｃｓ，２０１３，４２（３）：６９－７２．［１１］ 杨虹．模具结构对典型注塑件翘曲的影响及优化方法［Ｄ］．上海：上海交通大学，２００８：１２－２０． ＹＡＮＧ Ｈｏｎｇ．Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｍｏｌｄｉｎｇ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｗａｒｐａｇｅ［Ｄ］．Ｓｈａｎｇｈａｉ：ＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００８：１２－２０．编辑、校对：孟 超４７３ 西安工程大学学报 第２９卷。
Moldflow在盒盖翘曲变形优化设计中的应用
翘曲变形指注塑品的形状偏离了模具型腔的形状，翘曲变形由收缩不均，冷却不均，分子取向不均三个方面导致的。
制品的翘曲变形的因素受制品的材料因素，制品的结构设计因素，模具设计因素，注射加工工艺条件这四个方面的影响。
在实际的生产中，模具经常要反复的调试和试模，合理的调整各个影响因素才能生产出合格的产品，这导致产品生产成本的升高，开发周期的延长。
而随着Moldflow的应用，越来越多得应用于实际生产，利用Moldflow对制品进行流动，冷却，翘曲准确地模拟和分析，可以预测制品潜在存在的缺陷，调整成型工艺参数，优化制品成型设计方案，达到减少生产周期，提高生产效率，降低生产成本的效果。
本文利用Moldflow软件对制品可能产生的翘曲变形进行模拟分析，优化了设计方案，减少了制品的翘曲变形，为模具开发提供了依据。
MoldFlow软件塑料制品翘曲分析及应用发布：2008-5-28 16:11:11 来源:模具网浏览53 次编辑：佚名newmaker [模具网] 一翘曲产生的原因1 翘曲分类Moldflow MPI/WARP模块把翘曲分为两种形式，见图1。
1）稳定翘曲（图1a）：翘曲变形与收缩应变成正比。
2）非稳定翘曲（图1b）：翘曲变形是由于制品弯曲而产生的。
在这种情况下，收缩应变表现为平面应变，由于平面应变过大导致制品失稳而弯曲。
一般这种翘曲变形很大。
2 翘曲产生的原因注塑过程中，翘曲是由于制品收缩率不均匀而产生的。
收缩率不均匀表现在以下几方面：1）制品不同部位的收缩率不一样；2）沿制品厚度方向收缩率不同；3）与分子取向平行和垂直方向的收缩率不同。
MPI/WARP把翘曲产生的原因归结为以下三点：1）冷却不均匀；2）收缩不均匀；3）分子取向不一致。
因此，MPI/WARP模块的主要目的是确定制品翘曲变形的结果是否满足设计要求，如果不能满足设计要求，给出产生翘曲的主要原因。
二翘曲分析步骤1 分析流程的确定进行翘曲分析之前，冷却、流动分析必须已经完成。
在选择分析流程时（菜单命令Analysi s下的Set Analysis Sequence命令）,有两种分析流程Cool-Flow-Warp (简称CFW)和Fl ow-Cool-Flow-Warp (简称FCFW)。
CFW在进行冷却分析时假设熔体的前沿温度不变，而FCFW在进行流动分析时假设模壁温度不变。
对于翘曲分析，假设熔体的前沿温度不变计算的结果更精确，所以，最好选择Cool-Flow–Warp分析流程。
2 FUSION模型分析步骤对于FUSION网格模型，MPI/WARP还不能进行弯曲分析，所以分析非常简单，选择Coo l-Flow-Warp分析流程后，在设置工艺参数（菜单命令Analysis下的Process Settings命令）的第三步，选取Isolate cause of warpage选项，该选项的作用是判断产生翘曲变形的主要原因。
