1、 文章编号：（）基于 对某电器塑料外壳最佳浇口的研究左继红，刘丽丽，蔡颂（湖南铁道职业技术学院机车车辆学院，湖南株洲 ；湖南工业大学机械工程学院，湖南株洲 ）摘要：以某电器塑料外壳的浇口位置选择为例，利用 软件设计了单边双点进胶和双边对角进胶两种方案，并分别做了充填时间、注射压力、纤维取向张量、熔接线分布、翘曲变形等参数的模拟分析。模拟结果表明：采用单边双点进胶注射压力较小，熔接线位置不影响塑件外观及质量，纤维在指定的主方向上对齐的可能性很大，以及翘曲变形也小。模流分析结果有效地指导了模具浇口位置的设计，降低了研发成本及生产周期。关键词：电器塑料外壳；软件；浇口位置；充填分析；翘曲分析中图分类
2、号：文献标识码：，（，；，）：，：；收稿日期：基金项目：国家自然科学基金青年基金（编号：）；湖南省教育厅科学研究课题项目（编号：）。作者简介：左继红，副教授，硕士，主要从事机械及过程装备方面的研究。通信作者：刘丽丽，副教授，硕士，主要从事电气及机械控制研发。模 具 技 术 模具加工前，设计师往往会借助 软件（、等）对整个注塑成型过程进行模拟，分析塑料熔体在模具内的充填及冷却过程，包括充填时间、应力分布、纤维取向及翘曲变形。分析报告可以指导设计工程师在开模前尽早发现问题，以便及时修改模具设计，提高生产效率、节省试模成本、提升产品质量。本文利用 软件对某电器塑料外壳进行分析，设计了两种浇口位置方案
3、，并对这两种方案进行充填、流动、翘曲分析。研究结果表明：模流分析可以指导模具浇口位置的设计、提高制品质量、缩短塑件成型的周期。塑件特点本品是某电器部件的塑料外壳，三维图如图所示。外形尺寸为 ，壁厚度为（图），单边上有（）正面（）反面图电器部件塑料外壳外形 （）正面（）反面图壁厚分布 加强筋，四角各有两个定位螺钉的通孔，结构简单。材料为 （），颜色为白色，本制品表面粗糙度为 ，公差，精度要求不高。塑件进胶方案设计根据本制品外形特点，塑件冷流道采用两点进胶，浇口设置加强筋处可作为熔体流动的通道，并尽量缩短熔料的流动距离。进胶位置设计单边进胶（图）和双边对角进胶（图）种方案。主流道截面形状为矩形，宽
4、度为 和高度为；分流道为圆形，直径为。浇口设置为非锥体的矩形，宽度为，高度为。（）正面（）反面图单边双点进胶 （）正面（）反面图双边对角进胶 结果分析充填时间分析由图可知，方案单边双点进胶充填时间 ，如图（）所示；方案双边对角进胶充填时间 ，如图（）所示。两种方案产品充填流速基本均衡，未出现困气、短射、滞流等现象，两种方案充填时间相差不大。注射压力分析两种方案注射速度压力（）转换时刻压力都是 （图），注射位置流道处压力最大，型腔内压力梯度分布均匀，塑件的 可以通过速度填充完成，未填充区域为图中灰色处。可以看出方案未填充区域较小，且发生在远离浇口位置侧；方案未填充区域较大，且发生在加强筋附近，这
5、样会造成产品飞边较多。纤维取向张量分析由纤维取向张量分析（图）可知：方案单边双点进胶，中间区域纤维取向程度较高，达到 ，纤维在指定的主方向上对齐的可能性很大，收缩翘曲较小，如图（）所示；方案双边对角进胶，中间部分区域取向度不到，边缘处取向也较低，如图（）所示。模 具 技 术 （）单边双点进胶（）双边对角进胶图流动充填时间 （）单边双点进胶（）双边对角进胶图注射速度压力（）转换 （）（）单边双点进胶（）双边对角进胶图纤维取向张量分析 熔接线分析由图可知：单边双点进胶，在制品正面端部有条熔接线对外观有一定的影响，制品反面熔接线主要出现筋条处，对塑件的力学性能影响不大。由图可知：双边对角进胶熔接线，
6、在制品正面及反面中间均出现条近乎贯穿熔接线，对制品的外观和力学性能影响较大。翘曲分析方向产品收缩变形比例因子放大 倍，观察方向产品变形情况，如图 所示，单边双点进胶向变形量为 ，双边对角进胶向变形量为 ，方向产品变形影响产品在向收缩变形（纵向长短），单边双点进胶比双边对角进胶方向变形量小 ，采用双边对角进胶对纵向装配质量有一定的影响。（）正面（）反面图单边双点进胶熔接线 （）正面（）反面图双边对角进胶熔接线 （）单边双点进胶（）双边对角进胶图 方向产品收缩变形 方向产品收缩变形比例因子放大 倍，观察方向产品收缩变形情况，如图 所示，单边双点进胶向变形量为 ，双边对角进胶向变形量为 ，方向产品变
7、形影响产品的向收缩变形（横向收缩），单边双点进胶比双边对角进胶方向变形量小 ，双边对角进胶对横向装配质量有一定的影响。方向产品翘曲变形比例因子放大 倍，观察方向产品翘曲变形情况，如图 所示，单边双点进胶向翘曲变形量为 ，双边对角进胶向翘曲变形量为 ，方向产品翘曲变形影响产品的装配质量及外观，影响产品视觉效果，单边双点进胶比双边对角进胶方向产品翘曲小 ，采用双边对角进胶翘曲变 模 具 技 术 （）单边双点进胶（）双边对角进胶图 方向产品收缩变形 （）单边双点进胶（）双边对角进胶图 方向翘曲产品变形 形较大，制品外观不够挺拔，产品装配间隙不均匀。全部翘曲因素分析比例因子放大 倍，分析两种方案总的翘
8、曲变形量，如图 所示，单边双点进胶总的翘曲变形量为 ，双边对角进胶总的翘曲变形为 ，单边双点进胶比双边对角进胶向总的翘曲变形量小 。采用双边对角进胶时，产品个角的安装孔翘曲变形较大，对安装有一定影响。总结）根据本制品外形特点，塑件冷流道采用两点进胶，浇口设置加强筋处可作为熔体流动的通道，并尽量缩短熔料的流动距离。进胶位置设计单边进胶和双边对角进胶两种方案。）从充填结果分析可知，单边双点进胶和双边对角进胶两种方案充填时间相差不大，但双边对角进胶方案在加强筋区域充填压力较大，会造成产品飞边较多。）对比单边双点进胶和双边对角进胶两种方案的纤维取向张量，双边对角进胶中间部分区域纤维取向张量分析取向度较
9、低，收缩比较严重；单边双点进胶一致性较好。）对比单边双点进胶和双边对角进胶两种方案的熔接线，双边对角进胶在制品正面及反面中间均出现一条近乎贯穿熔接线，对制品的 （）单边双点进胶（）双边对角进胶图 产品全部翘曲变形 外观和力学性能影响较大；单边双点进胶比双边对角进胶产品质量较好。）对比分析单边双点和双边对角翘曲进胶，单边双点进胶比双边对角进胶在，及总的翘曲变形要小，特别是向翘曲，单边双点进胶比双边对角进胶的变形量小 ，差距较大，双边对角进胶会引起产品装配间隙不均匀。综合分析，采用单边双点进胶注射压力较小、不影响塑件的外观，产品质量较好，纤维在指定的主方向上对齐的可能性很大，收缩较小，翘曲总体变形
10、也在公差允许范围内。参考文献：左继红，刘丽丽基于 交流接触器底盖最佳浇口的研究 塑料工业 ，：，：李奇，朱江峰，江莹模具构造与制造北京：清华大学出版社，：，曾喜生，林启权 在选择浇口位置中的应用 模具技术，（）：，（）：韩忠冠，段贤勇基于 的仪表前壳浇口位置优化设计模具制造，（）：，（）：付燕注塑件翘曲变形分析及其解决途径机电工程技术 （）：，（）：，汪政，冯文，孙袁星基于 的揭盖式洗发水瓶盖注塑模具设计工程塑料应用，（）：，（）：左继红，刘丽丽基于 软件的指纹盒后盖面板的浇口分析及验证 合成树脂及塑料，（）：，（）：，高源熙，杜武青，王莹，等 基于 的生物仪器盖板注塑模具优化设计塑料工业，（）：，（）：查东，匡唐清，刘文文，等模流分析在电饭煲上盖注 模 具 技 术 塑模设计中的应用 塑料，（）：，（）：秦欣，苏小平 基于 的 外壳盖注塑模设计与优化塑料科技，（）：，（）：