基于MPI的典型零件注塑模具结构优化

第１０期

２００８年１０月

机械设计与制造

ＭａｃｈｉｎｅｒｙＤｅｓｉｇｎ＆Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ一５７一

文章编号：１００１—３９９７（２００８）１０—００５７—０２

基于ＭＰＩ的典型零件注塑模具结构优化

杨虹周凤佳于沪平

（上海交通大学国家模具ＣＡＤ工程研究中心，上海２０００３０）

ＭｏｕｌｄｄｅｓｉｇｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｙｐｉｃａｌｐａｒｔｂａｓｅｄｏｎＣＡＥａｎａｌｙｓｉｓ

ＹＡＮＧＨｏｎｇ，ＺＨＯＵＦｅｎｇ－ｊｉａ，ＹＵＨｕ－ｐｉｎｇ

（ＮａｔｉｏｎａｌＤｉｅ＆ＭｏｌｄＣＡＤＥｎｇ．ＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒ，ＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏＴｏｎｇＵｎｉｖ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００３０，Ｃｈｉｎａ）中图分类号：ＴＨｌ４。ＴＧ２４文献标识码：Ａ

１引言

在塑料注塑成型中，翘曲现象是经常遇到的注塑件生产缺陷之一，通常翘曲被看成是不均匀收缩产生的残余应力造成的［２１。注塑模ＣＡＥ给传统注射模设计提供了技术参考，用户可以利用ＣＡＥ软件准确预测熔体的填充、保压、冷却情况以及塑件中应力的分布、分子和纤维取向分布、塑件的收缩和翘曲变形等情况，以便能尽早发现问题而不必等到试模以后再返修模具网。

选用注塑模部分结构作为设计变量，注塑件的翘曲量作为优化目标，在ＣＡＥ模拟的基础上对模具结果进行优化，从而到达改进模具设计、减少塑件的翘曲缺陷，提高制品质量的目的。

２ＭＰＩ翘曲分析

某ｕ型薄壁注塑件，材料为ＰＢＴ，外形尺寸为（８１ｘ７２ｘ４４）ｍｍ，由于装配的需要，内部分布有孔、肋板、筋和凸台等，造成模具结构十分复杂。该典型塑料件的注塑模具浇注系统和冷却系统的设计（图略）。采用两个点浇口斜对称分布，１４根冷却管道接自来水进行冷却，基本上可以满足塑料件冷却的需要。

采用上述设计，实际生产出的零件出现翘曲过大的问题。为了提出解决问题的办法，通过ＭＰＩ软件的翘曲分析模块来对该注塑件进行模拟。零件材料为ＰＢＴＡｒｎｉｔｅＴＶ４，分析采用Ｆｕｓｉｏｎ网格，单元数量为２５７９４个，由于材料库中该材料没有给出收缩参数，因此收缩模型采用了未修正的残余应力模型。翘曲分析的★来稿日期：２００７—１２～１５结果显示，如图１所示。图中依次显示了成型后注塑件发生的总翘曲、因冷却不均、收缩不均和取向而造成的翘曲这四项结果。总翘曲图显示最大翘曲发生在左前侧棱边上，最大值为０．３２６７ｍｍ。因冷却不均造成的翘曲在数值上明显小于其他两个原因造成的翘曲，说明冷却管道的布置基本上是合理的，变形较大的区域集中在左侧壁的外侧。

图１翘曲分析结果显示

因收缩不均造成的翘曲以ｘ－ｚ平面对称分布的。翘曲最大的区域分布于侧壁外部四个棱边附近，左侧壁外侧棱边附近翘曲最

严重，最大的翘曲量为０．２４３８ｍｍ。

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