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2024-09-12 发布于湖北
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基于CAE的手机电池盖注塑分析和优化设计

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摘要：市场经济的快速发展使得产品的质量和成本成为了企业生存发展的根本。大量的实践表明，注塑CAE技术不仅可以推动新产品的开发，有效的提高产品的质量，而且还可以一定程度的降低产品生产所需的成本。手机电池盖是组成手机的重要部件之一，它不仅对结构强度的要求十分严格，而且对外观质量的要求也极高。本文主要从手机电池盖的注塑和优化设计两个方面进行了简单的阐述。

关键词：CAE、手机电池盖、注塑模拟分析、优化设计

我国的塑料模具的基础还不够扎实，与发达国家之间还存在很大的差距。但是在国家产业政策和经济政策的大力支持下，注塑模具已经取得极大的进步。根据我国注塑模的发展趋势，不仅要加强注塑模的理论研究，而且还需要适当的加强特殊结构注塑模研究的力度。保证原型制造技术能够顺利的发展。

1、手机电池盖注塑分析

手机电池盖的研发周期和成本不仅会受到结构设计合理性和模具设计合理性的影响，而且还会受到成型工艺等因素的影响。借助分析软件Moldfow既可以优化塑料件的几何尺寸，也可以对成型工艺进行一定的优化，这不仅可以解决设计阶段可能出现的质量问题，而且还可以将研发所需的成本降低到最低。

1.1、划分网格

Moldflow/MPI主要是将连续介质的内部和边界分割成大小有限且数目有限的三角形网格单元，使原来连续的整体被简化成多个单元体系，进而得到近似的模型，然后在整个近似的模型上进行数值计算。

1.2、最佳浇口位置的确定及分析

在模具设计中科学、合理的选择浇口位置十分重要，因为浇口位置是决定模具型腔内塑料熔体流动的主要因素，浇口位置不仅会决定聚合物分子的取向，而且还是决定注塑成型后是否会发生翘曲变形的重要因素。Moldflow主要是根据模型的几何尺寸、工艺参数和相关的材料参数进行模拟分析，而且这样可以更快更准确的找到浇口的最佳位置，通过减少试模的次数以降低模具生产所需的成本。模拟分析选择的注塑材料为PC和ABS，该材料模温为70摄氏度，熔体温度为275摄氏度，进行模拟分析的时候需要将填充控制、注塑压力和速度与压力的控制转换设置为默认状态。模拟的结果表明手机电池盖的正中间为最佳浇口处。

1.3优化浇口方案的结果

优化方案中需要两个浇口进胶，对优化的浇口方案进行快速的充填并分析，分析的结果表明：优化方案所需的注射时间更短，且速度与压力的控制转换时的压力也相应的降低，而且压力梯度也更加均匀。优化的浇口方案不仅在熔料流动方面有明显的效果，而且还缩短了注射的时间，同时还降低了注射的压力。

Moldflow模拟分析的结果表明手机电池盖的中心部分为浇口的最佳位置，但是手机电池盖的壳体结构不仅复杂，而且还比较薄，所以需要在模具上设计2个浇口进胶，为了保证产品的质量，通常选择针点浇口的方式。在模具上设计2个浇口进胶不仅可以改善流体的温度和注射压力，而且还可以保证塑件的质量。

1.4、填充分析

熔体在型腔中流动的不平衡程度主要体现在塑料熔体到达型腔末端所需的最长时间与最短时间的差值，差值越小表明熔体流动越平衡。如果最长时间与最短时间的差值越短，那么制件的填充就更合理，且填充的时间分配也会更加均匀，通常注塑件末端填充时间差值为0.3秒左右。如果注塑件填充的时间越短，就表明熔体的流动平衡性越好。

1.5、流动填充分析

采用Moldflow默认浇注系统对模型进行充填分析不仅可以保证最佳的保压设置，而且还可以相应的减小由保压引起的制作收缩等质量问题。流动充填的结果表明采用2个浇口后流动既可以保证熔体流动的平衡，也可以避免短射等成型的现象发生，采用2个浇口后流动还可以降低注射的压力和锁模力，但是熔接痕的分布很乱，在关键部位还有可能会出现熔接痕削弱产品强度的现象。

1.6、翘曲分析

翘曲分析的结果表明y方向的翘曲比x方向和z方向的翘曲都小，这主要是浇口位置的流动收缩不均匀引起的。由于翘曲分析中y方向的翘曲比较小，所以在设计模具的时候需要对调节冷却系统进行适当的调整，以保证浇口位置的流动收缩的均匀性。

2、模具结构设计中分型面的选择

取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面即为分型面。通常分型面都是设置在注塑模的重要位置处，因为分型面不仅会对塑件的质量和模具整体机构产生很大的影响，而且对工艺操作的模具的制造等的要求也十分严格。注塑模可以只拥有一个分型面，也可以拥有多个分型面，无论注塑模有几个分型面，都应该避免分型面过于复杂，如果分型面比较复杂就会影响塑件脱模和模具的制造。所以在选择分型面的时候必须要进行仔细的分析，选择最佳的设计方案。通常选择分型面的时候需要注意以下7个方面：一、分型面应该位于个塑件的最大轮廓处；二、分型面不能影响塑件的脱模；三、分型面的位置不