基于注塑模CAE的显示器底座的工艺参数优化.pdf

中国科技论文在线 基于注塑模CAE的显示器底座的工艺参数优化 1 1 1，2 1 王鹏程 王金龙 赵秀君 张晶 （1、内蒙古工业大学材料科学与工程学院，内蒙古，呼和浩特，010062 、内蒙古农业大学食品科学与工程学院2 ，内蒙古，呼和浩特，010018） 摘要：本文针对注塑成型过程中工艺参数的优化问题，应用注射过程流动模拟软件 HSCAE3DRF5.1及三维实体造型软件PRO/E2000i，以显示器底座注塑件为实例研究对象，运 用正交试验法设计模拟方案，进行工艺参数优化，确定制品的最优成型工艺参数。 关键词：注塑模CAE；工艺参数；优化 中图分类号：TP391.7 文献标识码：A 0引言 在注塑成型过程中，注塑成型工艺参数对注塑产品质量具有重要影响。企业在生产中确 定注塑工艺参数时，通常是根据所用塑料和积累的经验采用 “试凑法”，反复试验，不断调 整，最终确定合适的注射时间和注射压力等。在实际生产中，注塑工艺人员由于经验的局限 性，很难直接确定最优的工艺参数。注塑模CAE系统可以帮助注塑工艺人员确定某种塑料及 模具最佳的注射压力、注射温度、注射时间等工艺参数，以注射出优质的塑料制品来。本文 应用华塑 CAE（HSCAE 3DRF5.1）模拟软件对显示器底座进行工艺参数优化，确定制品的最 佳成型工艺参数。 1显示器底座的几何造型和网格划分 1.1几何造型【1】 运用软件 Pro/E对计算机显示器底座进行三维实体造型,如图 1所示。制品体 3 积:244.928 (cm)，平均壁厚:0.245497 (cm)，最大壁厚:0.484037 (cm)，最小壁 厚:0.0279156 (cm)。制件的材料选用流动性和成型性都比较好的聚苯乙烯(PS)。 图1 显示器底座实体图 1.2网格划分【2～4】 有限元网格的划分是模拟软件进行分析的基础。HSCAE 采用STL 文件格式传送塑件几 何模型。在划分有限元网格时应根据模型的大小及复杂程度，选择合适的有限单元密度。从 Pro/Engineer 中输出STL 文件，有两个参数可供选择，其中 “Chord Height ”（弦高）表示三 角形逼近的绝对误差，“Angle Control”表示三角形平面与其逼近的曲面切平面夹角的余弦。 本文中将计算机显示器底座三维模型转化为STL 文件所选择的参数为：“Chord Height”— —0.05mm，“Angle Control”——0.5，得到的网格划分如图2所示，该例划分了 16656个三 1 中国科技论文在线 角形面片，能够满足精度的要求。当制件模型STL文件被导入HSCAE时，软件又对它进行了 表面重整、表面细化。重整细化后的顶点数为7483个，面片数为 14978个。 图2 显示器底座三角形网格划分 2 模拟方案制定 2.1型腔数目的确定 本文所选制件根据体积和尺寸采用单型腔模具。与多型腔模具相比，单型腔模具有工艺 参数易于控制、制造成本低等优点。 2.2浇注系统设计【5】 在应用CAE 软件模拟过程中只需确定流道和浇口部分，而本文制件采用的是单型腔模 具，所以在流道部分我们只开设了主流道而没有开设分流道，因此只需设计主流道和浇口部 分。本文选用制件的浇口形式采用直接浇口，根据合理选择浇口原则，通过初步模拟,我们 确定了使整个型腔充模比较均匀的浇口位置,它的坐标值为(-27,18,0) 。根据设计原则，主流 道设计为：大端直径为8mm，锥角为4°，小端直径为4mm ，长度为60mm 。 2.3成型工艺参数范围的确定 2.3.1注射时间范围的确定 熔体的注射