摘要：利用MoldFlow軟件對(duì)日化瓶蓋注塑加工工藝進(jìn)行了模流分析，并對(duì)該模具加工工藝參數(shù)進(jìn)行了合理性分析，并提出了合理的改進(jìn)方案。
　　關(guān)鍵詞：MoldFlow；日化瓶蓋；加工工藝
　　
　　基于MoldFlow的日化瓶蓋注塑加工工藝分析0概述
　　隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展，人們對(duì)塑料制品質(zhì)量要求越來(lái)越高，而且產(chǎn)品的更新快，價(jià)格越來(lái)越低，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越趨激烈。在這種情況下，要求模具交貨期短、質(zhì)量好、價(jià)格低。而傳統(tǒng)方法設(shè)計(jì)出來(lái)的模具，其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、成型工藝只有試模以后才知道，模具設(shè)計(jì)成功與否很大程度上依賴設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)，這不僅難以保證產(chǎn)品質(zhì)量、精度，而且使得產(chǎn)品的生產(chǎn)周期延長(zhǎng)，特別對(duì)于大型的精密模具，此類問(wèn)題尤為突出。而利用先進(jìn)CAE分析軟件對(duì)整個(gè)注塑成型過(guò)程進(jìn)行模擬分析，包括填充、保壓、冷卻、翹取、纖維取向、結(jié)構(gòu)應(yīng)力、收縮以及氣輔成型和熱固性材料流動(dòng)分析，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)型腔填充不滿，熔接線或氣孔出現(xiàn)在外觀零件表面等問(wèn)題。同時(shí)還可以分析出最佳流道系統(tǒng)設(shè)計(jì)和排氣槽位置設(shè)計(jì)，合理確定注射工藝參數(shù)，從而大大提高了模具設(shè)計(jì)質(zhì)量和一次試模的成功率,以達(dá)到降低生產(chǎn)成本、縮短生產(chǎn)周期的目的。
　　1MoldFlow軟件的簡(jiǎn)介
　　MoldFlow軟件是美國(guó)MOLDFLOW公司的產(chǎn)品，該軟件通過(guò)對(duì)注塑成型過(guò)程進(jìn)行模擬分析，進(jìn)而研究各種工藝參數(shù)對(duì)塑件質(zhì)量的影響，不但在一定程度上減少設(shè)計(jì)者的工作量，而且大大降低了生產(chǎn)成本。
　　MoldFlow軟件在注塑模設(shè)計(jì)中的作用主要體現(xiàn)在以下幾方面：
　　（1）優(yōu)化塑料制品
　　運(yùn)用MoldFlow軟件，可以得到制品的實(shí)際最小壁厚，優(yōu)化制品結(jié)構(gòu)，降低材料成本，縮短生產(chǎn)周期，保證制品能全部充滿。
　　（2）優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)
　　運(yùn)用MoldFlow軟件，可以得到最佳的澆口數(shù)量與位置，合理的流道系統(tǒng)與冷卻系統(tǒng)，并對(duì)型腔尺寸、澆口尺寸、流道尺寸和冷卻系統(tǒng)尺寸進(jìn)行優(yōu)化，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行試模、修模，大大提高模具質(zhì)量，減少修模次數(shù)。
　　（3）優(yōu)化注塑工藝參數(shù)
　　運(yùn)用MoldFlow軟件，可以確定最佳的注射壓力、保壓壓力、鎖模力、模具溫度、熔體溫度、注射時(shí)間、保壓時(shí)間和冷卻時(shí)間，以注塑出最佳的塑料制品。
　　2日化瓶蓋三維建模
　　日化瓶蓋是日用化學(xué)品包裝用塑件，應(yīng)用極其廣泛，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。該注塑件形狀復(fù)雜，特征眾多，壁厚不均勻。故模具型芯結(jié)構(gòu)及尺寸也較復(fù)雜。由制件的用途來(lái)看，塑件的表面光潔度要求也較高。總體來(lái)看，塑件尺寸較小，表面光潔度要求高，不允許有飛邊，色澤均勻，不能出現(xiàn)氣泡、裂紋、劃痕等缺陷[1]。考慮到材料的成型工藝性、成型溫度以及綜合性能和應(yīng)用環(huán)境，目前所用HDPE的材料為：BP公司5102GB型和LG公司B4020型，。

　　圖1瓶蓋
　　3注塑工藝參數(shù)的分析及優(yōu)化過(guò)程
　　注塑工藝參數(shù)的正確制定是為了保證塑料熔體良好塑化，并順利地充模、冷卻與定型，以便生產(chǎn)出質(zhì)量合乎要求的制品；并能指導(dǎo)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。在注塑工藝中最重要的工藝參數(shù)是溫度（料溫、噴嘴溫度、模具溫度）、壓力（塑化壓力、注射壓力、模腔壓力）和相對(duì)應(yīng)的各個(gè)作用時(shí)間（注射時(shí)間、保壓時(shí)間、冷卻時(shí)間）等。這些參數(shù)相互影響，而且不同的材料其最佳的注塑工藝參數(shù)范圍不同，因而在生產(chǎn)中，需要多次試模，才能得到合乎要求的制品，這極大的影響了生產(chǎn)效率，MoldFlow通過(guò)一系列的方法來(lái)優(yōu)化工藝參數(shù)，減少試模次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。下面是用MoldFlow對(duì)日化瓶蓋進(jìn)行工藝的優(yōu)化過(guò)程。
　　3.1模型導(dǎo)入
　　首先利用Pro/E軟件建模，如圖2所示，然后利用Moldflow的MDL接口軟件并選擇雙面流（Fusion）技術(shù)直接將PROE的文件讀入。
　　
　　圖2Pro/E建模                                                 圖3MoldFlow導(dǎo)入模型
　　3.2網(wǎng)格劃分
　　采用三角形單元實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格劃分，如果網(wǎng)格劃分中有縱橫比特別大的網(wǎng)格，則需要對(duì)其進(jìn)行修正，網(wǎng)格匹配率達(dá)到85%就可以進(jìn)行塑件分析。劃分網(wǎng)格并進(jìn)行16腔模具的排布；并且建立流道、冷卻系統(tǒng)，如圖4（a）（b）所示。
　　。

　　    （a）16腔熱流道設(shè)計(jì)（b）網(wǎng)格劃分
　　圖416腔自然平衡熱流道點(diǎn)澆口的澆注系統(tǒng)
　　3.3材料性能分析
　　瓶蓋采用HDPE的材料為：BP公司5102GB型和LG公司B4020型，但是由于Moldflow的材料庫(kù)中沒(méi)有相應(yīng)牌號(hào)的材料，根據(jù)材料熔融指數(shù)為2的條件，找到最為接近的Targor公司的HostalenGD6250型HDPE（熔融指數(shù)1.85）進(jìn)行分析。
　　根據(jù)以上分析，初始注塑工藝條件如下：
　　（1）注塑溫度：220度
　　（2）模具溫度：40度  
　　（3）填充時(shí)間：1.2秒
　　（4）最大流動(dòng)速率：170cm3/sec   
　　（5）保壓壓力：43Mpa
　　為了保證分析的準(zhǔn)確度，單個(gè)型腔的單元數(shù)高達(dá)六千多個(gè)，在此運(yùn)用了軟件的簡(jiǎn)化分析功能（僅限型腔結(jié)構(gòu)對(duì)稱），實(shí)踐證明該簡(jiǎn)化并不喪失分析精度。不同的顏色代表熔膠流經(jīng)的倍數(shù)。因此，盡管只顯示兩腔的結(jié)果，實(shí)際反應(yīng)的是十六腔的真實(shí)情況。具體熱流道網(wǎng)格劃分如圖5所示。
　　

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