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1塑件工藝性分析

該塑件為典型的薄殼零件，表面形狀不規(guī)則，最大長(zhǎng)度270mm，最大寬度52mm，最大高度15mm，主體厚度0.8mm，屬于狹長(zhǎng)制件。為了使上下殼體安裝方便，內(nèi)表面設(shè)計(jì)有隔板，并在隔板上開(kāi)有許多內(nèi)凹空孔的卡扣結(jié)構(gòu)，構(gòu)件不對(duì)稱，且一側(cè)前段有一個(gè)伸出的帶有凹槽的凸臺(tái)結(jié)構(gòu)。整個(gè)結(jié)構(gòu)上最突出的特點(diǎn)是在構(gòu)件表面的主體部分，為避開(kāi)內(nèi)部裝配件的外伸而形成了窄筋結(jié)構(gòu)。材料為上海普利特復(fù)合材料股份有限公司生產(chǎn)的牌號(hào)為PP+EPDM-T20的PP復(fù)合材料，該材料含有填充物，其流動(dòng)性較好，易于成型。由于塑件具有側(cè)面孔與側(cè)面凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，需要內(nèi)側(cè)抽芯或斜頂裝置，考慮到塑件內(nèi)部空間太小，因而選擇斜頂裝置。

2模流分析

2.1網(wǎng)格劃分、診斷和修復(fù)

將Pro/E三維實(shí)體.PRT格式文件轉(zhuǎn)換成.IGS文件輸出，導(dǎo)入到MoldflowCADDoctor軟件中進(jìn)行CAD模型的檢查、修復(fù)與簡(jiǎn)化，將小圓角等部分小特征進(jìn)行簡(jiǎn)化。在MPI軟件中，導(dǎo)入零件的UDM文件，對(duì)模型采用雙面網(wǎng)格類型進(jìn)行網(wǎng)格劃分。

2.2澆口位置選擇

澆口位置的設(shè)置要綜合考慮熔體的流動(dòng)、注塑件的外觀質(zhì)量、成型塑件的力學(xué)性能及模具設(shè)計(jì)制造等方面的因素。由于電池殼體的外表面是外觀件，所以澆口不能設(shè)在外表面上。模流對(duì)最佳澆口位置進(jìn)行分析，分析結(jié)果表明塑件的中間深色區(qū)域?yàn)檩^佳澆口位置，考慮到塑件表面部分的窄筋結(jié)構(gòu)可能導(dǎo)致其填充質(zhì)量缺陷，擬采用三點(diǎn)澆口設(shè)計(jì)。為了使?jié)沧⑾到y(tǒng)受力平衡，結(jié)合塑件的結(jié)構(gòu)、尺寸，擬采用一模兩腔的模具結(jié)構(gòu)。

2.3成型分析

根據(jù)最佳澆口位置確定成型方案，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行成型窗口分析。材料推薦工藝參數(shù)范圍為：模溫30~70℃，料溫190~240℃。設(shè)定注射時(shí)間為橫軸，成型質(zhì)量為縱軸。當(dāng)分別調(diào)節(jié)模具溫度為65.56℃和熔體溫度231.7℃時(shí)，注射時(shí)間在1s附近，產(chǎn)品的成型質(zhì)量最好，高達(dá)0.9125。區(qū)域2D幻燈片圖，表示工藝參數(shù)對(duì)制品質(zhì)量的影響，中間深色區(qū)域?yàn)槭走x區(qū)，范圍越大表示工藝參數(shù)可調(diào)節(jié)范圍越廣，也就是說(shuō)，在滿足良好質(zhì)量的前提下，工藝參數(shù)有足夠調(diào)節(jié)的余地，可以大大降低由于外界干擾造成的廢品率。模具溫度65℃，熔體溫度為231℃時(shí)，注射時(shí)間為0.78~1.70s，都在首選區(qū)域范圍內(nèi)。綜合以上快速充填和成型窗口的分析，在保證各項(xiàng)指標(biāo)良好、滿足要求的前提下，取模具溫度為66℃，熔體溫度為232℃。

2.4流動(dòng)分析

對(duì)上述方案進(jìn)行流動(dòng)分析。熔接痕分布如圖6所示，熔接痕主要分布在塑件側(cè)壁，且數(shù)量不多，基本不會(huì)影響塑件質(zhì)量。氣穴主要分布在塑件分型面處，可利用成型側(cè)壁內(nèi)孔的側(cè)型芯安裝間隙及分型面將氣體排出，不必在模具中添加排氣槽。充填時(shí)間為1.414s基本可完成充填，該充填時(shí)間與圖5的分析結(jié)果一致，剛好位于最佳充填時(shí)間范圍內(nèi)。

3模具總體結(jié)構(gòu)

參考中小型模架的基本結(jié)構(gòu)形式，由前述型腔的布局及成型零件尺寸要求，模具選用P3型，規(guī)格為450mm×550mm。根據(jù)模具尺寸，并結(jié)合模流分析得出的注射壓力、鎖模力等參數(shù)，選擇螺桿式G54-S-200/400注射機(jī)，該注射機(jī)額定注射壓力為109MPa，額定鎖模力為2450kN，足以滿足成型所需的注射壓力和鎖模力要求。塑件內(nèi)側(cè)用于裝配的內(nèi)側(cè)孔，由于塑件內(nèi)部空間不便采用側(cè)滑塊的形式，而且孔的數(shù)量比較多，所以均采用斜頂抽芯機(jī)構(gòu)進(jìn)行成型。模具工作原理：開(kāi)模時(shí)，注射機(jī)開(kāi)合模系統(tǒng)帶動(dòng)動(dòng)模部分后移，型腔固定板8與脫模板10分離，使二級(jí)分流道從制品斷開(kāi)。然后動(dòng)模繼續(xù)移動(dòng)，待移至限定距離即滑塊和塑件完全脫開(kāi)時(shí)，型芯固定板19拉動(dòng)定距拉板33，定距拉板33帶動(dòng)脫模板10使流道的料脫出。然后凸模31繼續(xù)移動(dòng)，使其與凹模32分開(kāi)。最后在注射機(jī)的頂出作用下，推動(dòng)推板23，使推桿37與斜頂6、28一起向上移動(dòng)，頂出塑件。合模時(shí)，在注射機(jī)的帶動(dòng)下，復(fù)位桿21使推桿37與推桿固定板3復(fù)位，然后凸模31與凹模32合攏，最后脫模板10與型芯固定板19合攏，準(zhǔn)備下一個(gè)周期的注塑成型。

4結(jié)論

利用CAD軟件對(duì)電腦電池薄殼件進(jìn)行三維造型，采用模流軟件對(duì)其注塑成型過(guò)程進(jìn)行了模擬分析，通過(guò)分析確定采用一模兩腔的點(diǎn)澆口形式，確定了最佳澆口位置，選擇了三澆口進(jìn)澆；充填分析查看了模具的充填質(zhì)量、充填時(shí)間、最大注射壓力及鎖模力，由此進(jìn)行電腦電池薄殼件的注塑模具CAD總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。實(shí)踐表明，采用CAD/CAE技術(shù)能夠極大地提高模具設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性及設(shè)計(jì)效率，產(chǎn)品質(zhì)量較高。

作者：麻春英 單位：華東交通大學(xué)機(jī)電學(xué)院