滑輪刀架的Moldflow探討

向杰

（四川托普信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院，四川 成都 611743）

滑輪刀架的Moldflow探討

向杰

（四川托普信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院，四川 成都 611743）

Moldflow是一個(gè)提供深入制件和模具設(shè)計(jì)及注塑分析的軟件包，它可為企業(yè)提供強(qiáng)大的分析功能、可視化功能和項(xiàng)目管理工具，用戶可以使用這些工具對(duì)產(chǎn)品的幾何形狀、材料的選擇、模具設(shè)計(jì)和加工參數(shù)進(jìn)行設(shè)置并深入的分析和優(yōu)化。本文通過(guò)對(duì)滑輪刀架澆注系統(tǒng)的分析，簡(jiǎn)略地介紹該軟件的運(yùn)用。

Moldflow；滑輪刀架；澆注系統(tǒng)

近年來(lái)Moldflow在汽車、家電、電子通訊等領(lǐng)域使用很是廣泛。傳統(tǒng)的模具制造方法是試模以后發(fā)現(xiàn)問題再返修模具，Moldflow軟件可以在模具加工前對(duì)注塑成型過(guò)程進(jìn)行分析和比較，從而預(yù)測(cè)熔體的填充、保壓、冷卻情況，了解模型中的應(yīng)力分布、分子和纖維取向分布、制品的收縮和翹曲變形等情況，以便設(shè)計(jì)者能在模具成型之前發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)修改和設(shè)計(jì)模具。在各大高校中很少開設(shè)Moldflow學(xué)習(xí)課程，大家不是很了解Moldflow，本文通過(guò)對(duì)滑輪刀架的分析淺略地介紹了Moldflow的使用過(guò)程，讓大家對(duì)該軟件有一定的了解。

一、Moldflow介紹

Moldflow系列產(chǎn)品包括：快速試模分析（MPA）；高級(jí)成型分析（MPI）；專家試模系統(tǒng)（MMS）。其中MPI功能最是強(qiáng)大，它不僅僅可以對(duì)塑料流動(dòng)形態(tài)、產(chǎn)品體積收縮、冷卻時(shí)間、纖維配向性、產(chǎn)品翹曲情況等進(jìn)行分析，加強(qiáng)塑料材料的使用，還可以分析模擬氣體輔助射出及熱固性成型等，在模具生產(chǎn)之前確定和修改在模具制造過(guò)程中存在的問題，幫助模具設(shè)計(jì)人員加以修正其對(duì)所構(gòu)建的模型，并最終得到其滿意的效果，從而從產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性方面都得到較好的控制，為企業(yè)節(jié)約了成本。MPI能提供雙層面網(wǎng)格模型、3D實(shí)體模型、中間面網(wǎng)格模型等三種功能模塊。

二、Autodesk Moldflow CAD Doctor介紹

Autodesk Moldflow CAD Doctor作為一款模型準(zhǔn)備的工具其功能特別強(qiáng)大：可以對(duì)實(shí)體模型或IGES曲面模型檢查、修復(fù)、調(diào)整和簡(jiǎn)化；對(duì)IGES曲面特證修復(fù)和縫合；調(diào)整模型表面或幾何結(jié)構(gòu)關(guān)系；對(duì)圓角、斜角、凸臺(tái)等小的特征自動(dòng)識(shí)別和去除；對(duì)陰、陽(yáng)文表面特征自動(dòng)識(shí)別和去除；抽取模芯等主要功能，最重要的是它還可以導(dǎo)入目前所有主流的三維CAD/CAM軟件所生成的3D模型，從而學(xué)者可以不因自身所學(xué)軟件的類型而受到限制。

三、滑輪刀架的Moldflow分析過(guò)程

我們可以運(yùn)用三維軟件構(gòu)建滑輪刀架的三維模型，然后將滑輪刀架模型調(diào)入Cad Doctor中進(jìn)行檢查、修復(fù)、調(diào)整和簡(jiǎn)化實(shí)體模型，將處理好的滑輪刀架模型進(jìn)行保存。對(duì)其進(jìn)行以下的分析。

1.新建工程。打開Moldflow Plastic Insight軟件，創(chuàng)建滑輪刀架工程名字，儲(chǔ)存在一定的位置。

2.導(dǎo)入模型。例用常見的CAD軟件如AUTOCAD、UG、PRO/E、ANSYS、I-DEAS等都可以進(jìn)行建模，由于本模型運(yùn)用UG軟件較好構(gòu)建，所以我們可以在UG中造三維模型然后將模型導(dǎo)入。導(dǎo)入時(shí)一般常用igs、stl、stp等格式。其方法是首先導(dǎo)入Cad Doctor處理過(guò)后的模型，然后選擇雙層面，最后點(diǎn)擊確定，這樣所構(gòu)建的三維模型就導(dǎo)入了。

3.劃分網(wǎng)格。網(wǎng)格劃分是前處理模塊的主要功能。網(wǎng)格的大小可以據(jù)模型的質(zhì)量好壞程度進(jìn)行劃分，網(wǎng)格越小所要求的質(zhì)量越好。劃分網(wǎng)格的方法為：雙擊創(chuàng)建網(wǎng)格→設(shè)置全局網(wǎng)格邊長(zhǎng)14mm→NURBS曲面網(wǎng)格生成器→波前法→將網(wǎng)格置于激活層中→立即劃分網(wǎng)格。

4.網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)。模型質(zhì)量不是很好的雙層面的匹配百分比應(yīng)在85%以上，最大縱橫比20以下。處理后的最大從橫比為6，匹配率為83.7%。如果網(wǎng)格質(zhì)量不好，還要進(jìn)行帶寬優(yōu)化和波前處理。

5.選擇分析類型。以上步驟做完后會(huì)出來(lái)一對(duì)話框，對(duì)話框選擇分析類型為快速填充分析方式。

6.選擇成型材料。對(duì)模型進(jìn)行傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射熱力學(xué)分析和穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、線性、非線性等熱傳遞分析，本例可選擇熱塑性塑料。

7.澆注位置的設(shè)計(jì)。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是流道和澆口的設(shè)計(jì)，本模型的最佳澆注位置的設(shè)計(jì)如圖1。

圖1 最佳澆注位置

8.設(shè)置注射位置。分析節(jié)點(diǎn)的壓力和每個(gè)單元的流率，根據(jù)滑輪刀架的三維模型特征，設(shè)置注射位置如圖2。

9.設(shè)置工藝參數(shù)。對(duì)滑輪刀架進(jìn)行流動(dòng)設(shè)置和流動(dòng)分析各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置。

10.執(zhí)行求解。確定分析類型后就可以執(zhí)行求解，求得一個(gè)注射位置。

圖2 設(shè)置注射位置

11.查看分析結(jié)果。速度/壓力切換的壓力分析：如果塑料還未完全注滿腔，壓力就切換了，灰色地方的壓力為零，該模型各處壓力相差比較大，允許壓力差值在5Mpa以內(nèi)，這時(shí)就需要改進(jìn)增長(zhǎng)注塑時(shí)間、壓力、澆注系統(tǒng)。

[1]耿鐵，李德群，周華民.三維注射成型流動(dòng)模擬的研究[J].中國(guó)塑料，2003，17（7）：78-81.

[2]謝鵬程，多田和美，楊衛(wèi)民，等.高分子材料注射成型CAE理論及應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

[3]單巖.模具分析技術(shù)基礎(chǔ)與應(yīng)用實(shí)例[M].第二版.北京：清華大學(xué)出版社，2012.

[4]李代敘.Moldflow模流分析從入門到精通[M].北京：清華大學(xué)出版社，2012.

G712

A

1674-9324（2014）29-0165-02

向杰（1975-），男，四川托普信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院，講師，主要研究方向：數(shù)控技術(shù)。