Moldflow在汽车置物箱翘曲变形分析中的应用

模具工业2010年第36卷第1期471VBLDFLOW在汽车置物箱翘曲变形分析中的应用狄金叶，褚忠，王凡龙，刘爽爽，黄海龙，郭星星青岛Z；K学机械学院，山东青岛266033摘要利用MLDILOW的LVPIWARP分析模块对汽车置物箱进行模拟，预测其成型后的翘曲变形，通过正交试验法对塑件成型工艺参数进行优化。结果表明当材料为TEIJ“IN3813BLPCABS，保压压力为注射压力的95。模具温度65，熔体温度270时，塑件翘曲变形最小，影响塑件翘曲变形的主要因素为材料的性能其次为熔体温度、保压压力和模具温度。关键词汽车置物箱；工艺参数；翘曲变形；正交试验中图分类号“IP3919；“IQ320662文献标识码B文章编号100121682OLOOL一004704APPLICATIONOFMOLDFLOWTECHNOLOGYINANALYSISOFTHEWARPAGEOFAUTOMOTIVESTORAGEBOXDIJINYE，CHUZHONG，WANGFANLONG，UUSHUANGSHUANG，H【ANGHAILONG，GU0XINGXINGSCHOO10FMECHANICALENGINEERING，QINGDAOTECHNOLOGICALUNIVERSITY，QINGDAO，SHANDONG266033，CHINAABSTRACT1NHEMPIWARPANALYSISMODULEOFMOLDFLOWWASUSEDTOSIMULATETHESHAPINGOFANALLTOMOTIVESTORAGEBOXANDTHEFORMINGWARPAGEWASPREDICTEDANDTHENTHEMOLDINGPROCESSPARAMETERSWEREOPTIMIZEDTHROUGHORTHOGONALEXPERIMENTSNLERESULTSINDICATETHATTHECOMPONENTHASTHELOWESTWARPDEFORMATIONAMOUWHENTE胁TN瑚L3BIPCABSMATERIALISUTILIZEDANDTHEPACKINGPRESSUREIS95OFTHEINJECTIONPRESSURETHEMOULDTEMPERATUREIS65ANDTHEMELTTEMPERATURE270NMAINFACTORSOFINFLUENCINGTHEWARPINGDEFORMATIONAREMATERIALPROPERTIES。FOLLOWEDBYMELTTEMPERATURE，PACKINGPRESSUREANDMOULDTEMPERATUREKEYWORDSAUTOMOTIVESTORAGEBOX；PROCESSPARAMETERS；WARPAGE；ORTHOGONALEXPERIMENTL塑件结构与成型工艺分析塑件的翘曲变形影响其力学性能和外观质量，甚至会造成塑件报废，其原因主要与模具结构、塑料类型以及成型工艺有关。采用LVBLDFLCM的MIWARP分析模块可以预测塑件的翘曲变形量。通过分析引起塑件翘曲变形原因，提出相应的解决方案，如优化塑件结构设计；修改模具结构浇注系统、冷却系统、顶出系统；调整注射工艺参数；选用较小收缩率及收缩率均匀的材料。图1为某汽车车门置物箱，塑件材料为PCAES，外形尺寸275NLT130NITIX80LLLLL，大部分壁厚较为均匀，为25NRN左右，但腔体较深，筋较多，结构不对称，故在小的端部成型时易翘曲。采用HIF180注塑机注射成型，最大锁模力1600，螺杆直径35ZIZZ,注射速率34GS，最大注射压力2923MPA。利用LVBLTLCV的MIW卿分析模块对置物箱注射成型工艺进行翘曲模拟分析，通过TAGUCHIDOE技术设计试验，优化工艺参数，减小塑件翘曲变形量。收稿日期200906一LO。二嘉2模型前处理究方向模具C怂CAE。地址山东青岛市青岛理工大学四1天E刖垤方校区277信箱，电电子信箱DIY4Z4将置物箱的UG模型以SIL格式导入到IVBLD163FLCM61。网格划分如图2所示，网格匹配率908。模具工业2010年第36卷第1期图1汽车车门置物箱图2网格划分根据经验确定浇注系统和冷却系统，浇注系统侧浇口、普通流道和冷却系统冷却管道直径8NM，采用25水冷却，入口雷诺数为10000有限元模型如图3所示。由于两型腔对称设置，为了提高计算速度，选择单型腔进行分析，只需在设置分流道与浇口时将型腔数设置为2即可。图3浇注系统和冷却系统有限元模型3TAGUCHI试验设计31TAGUCHI试验工艺参数TAGUCHI试验设计D按照优化方法，可以最少的试验次数，确定出各个试验参数对试验目标的影响度大小，从而可以调节对试验目标影响最大的试验参数，取得更好的试验结果，同时还可以获得各个试验参数最佳水平组合。取模具温度、熔体温度、保压压力、材料性能4个成型参数4个因素对塑件质量的影响进行分析，对这4个因素各设3个水平，试验因素水平表见表1其中保压压力和保压时间关系如图4所示，其余工艺参数采用默认值。表1试验因素水平表水平因素123模具温度A657075熔体温度B26026527O第一阶段注射压力注射压力注射压力保压压力C的95的90的85材料DTEIIINN，A】L硒MPCABS8L征SLL00峨1趣复幽保雎时间，S图4保压压力与保压时间的关系32模拟试验与结果用MPIWARP对塑件进行翘曲分析，最好是在熔体流动和冷却已经优化完成后再进行，即首先要完成对C、FILL、NOV的优化，得到合理的结果后再进行WARP分析。LVBLDFLOV可提供3个分析序列组合对塑件进行翘曲分析，即COOLROLILRWARP、FILLCOOLFLAWARP和FLOVG。0IWARPO第一个序列组合是假设在第一次迭代计算时熔料处于熔融温度，并且瞬时填满型腔。后面2个序列组合都是假设模具温度为一常数来进行第一次叠代求解。MIDTTOV的研发小组发现，对塑件进行翘曲分析时，若初始条件中假设熔料温度是均匀的，所得到的分析结果比假设模具温度是均匀的所得到分析结果更准确。因此首选的分析序列是CFLOVWARP。采用EW组合对塑件翘曲进行分析，选用矩阵L2734正交试验表安排试验，试验结果见表2。4结果分析以因素的水平值为横坐标，以同一水平的翘曲模具工业2010年第36卷第L期49表2L273试验结果因素序号ABCD翘曲最RANL1L1LO645621L221665O31133O7242412L1O695L222164OO6L233072527L3110606781322161609133307174LO21L30781L21210695312213217001322130。710914222LO6540L5223207177L623L3O7024172321O89151823321651O193112王62D0203L2307195213L31O|73223212089542332230711924323LO68892533121575O2633230703827333LO85L9均值1O995909467O90O2O7205均值2O9386081851033014536主次因索均值3O95481N35L0956207I53D，B，C，A极款0O57302166O1328O7383量的平均值为纵坐标，得出因素水平变化趋势如图5所示。从图5可以看出，影响塑件翘曲的最大因素为材料的性能，其次为熔体温度、保压压力和模具温度。因此实际生产解决塑件翘曲问题时，可以在成本所接受的范围内着重选择收缩率小且收缩率均匀的材料，尽量提高熔体温度和保压压力。从表2可以看出。最优的方案为成型材料为TEIJN“IN3813BLPCABS，保压压力为注射压力的95，模具温度65，熔体温度270。在最优方案下，塑件总翘曲量最大值为06067NTN如图6所示。主要由塑料收缩不均匀引起的塑件翘曲量最大值为08196NRA,由冷却不均导致的塑件翘曲量最大值为03093RMA,并与收缩引起的最大值发生在同一部位，方向相反。由分子取向弓L起的塑件翘曲量为0。由填充分析结果可知，VP压力转换发生在型腔已充满99空间时刻，填充时间1098S，此时填充压力8035MPA，采用分段形式保压，保压时间为6S，锁模力2375KNO151413口1211委10O9O8O7MLIIML23L23L23模具温度熔体温度保压压力图5因素水平变化趋势L2材料根据模拟试验得出的塑件最大翘曲量06067MITT与采用经验参数材料为NOVAUOYSLL00PCAES，保压压力为注射压力的90，模具温度65，熔体温度260生产的塑件总翘曲量最大值1665RLLN对比可知见图7，塑件翘曲明显减小，故模拟试验结果对生产中合理设置填充压力、填充时间、保压参数及选择注塑机有指导意义。该塑件的气穴、熔接痕都在塑件不明显处，不影响外观，因此可以不予考虑其影响。5结束语1由MLDFLOW的MPIW分析结果可知，影响塑件翘曲变形的主要因素为材料的性能，其次为熔体温度、保压压力和模具温度。2塑件最佳成型方案为材料TEIJIN“1243813BLPCABS,保压压力为注射压力的9596，模具温度65，熔体温度270，此时塑件翘曲变形最小。最小M50模具工业2010年第36卷第1期图6塑件翘曲变形A模拟试验塑件B生产塑件图7塑件翘曲量对比参考文献【1】黄钢华，张益华，鲁世红，等MOLDFL翘曲分析在注塑模中的应用【J】塑料制造，200886467【21T刚，单岩VBLDFLOC模具分析技术基础【M】北京清华大学出版社，2005【3】王刚，单岩M模具分析应用实例M】北京清华大学出版社，2005【41王卫兵M1DTLOA,中文版注塑流动分析【M1北京清华大学出版社，20085】刘健IVBLDFLO,V在塑件翘曲分析中的应用模具工业