代塑料加工应
12年第24卷第5期
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ODERN PLASTICS PROCESSING AND APPLICATIONS
机械与模具
PNE-EMMCO●Oeoe
基于 Moldflow注塑模具设计方案优化研究
张金标
(常州机电职业技术学院,江苏常州,213164)
要:以模具设计对注塑产品生产成本及质量的影响为研究目标,以 Moldfiow作为主要分析研究工具,建立了正交试
验方案:以型腔数、流道直径、浇口直径及流道布局为模具设计方案技术参数;通过模拟试验及结果解析,考察技术参数在不
同水平下对材料利用率、型腔压差比及单时出件数指标的影响,并对重要性进行了排序,应用综合加权评分法确定了设计方
案技术参数的最佳组合,并进行了再模拟验证。
关词:注塑具设计优化正交试验法计算机模拟型腔数流道直径浇口直径流道布局
Optimiz ation Research of Injection Mold Design
Based on Moldflow
Zhang Jinbiao
(Changzhou Institute of Mechatronic Technology
Changzhou, Jiangsu, 213164)
Abstract: The effect of mold design on injection molding production cost and quality as
the goal, Moldflow as the primary analysis tool, Orthogonal test program was established
Cavity number, runner diameter, gate diameter and runner layout were confirmed as the tech
nical parameters of mold design. Through simulation and results analysis, the effects of tech-
nical parameters on the material utilization factor, pressure ratio and product number produced
per hour were investigated at different levels. These points were sorted based on their impor
tance. The optimum parameters combination of design were ensured by intergrated weighted
score method, and verified by re-simulation
Key words: injection mold; design; optimization; orthogonal test method; computer
simulation; cavity number; runner diameter; gate diameter; runner layout
计算机辅助工程(CAE)技术是多学科相互交叉用现代的设计理论,并结合 Moldflow软件为优
的产物。注塑CAE分析是优化模具设计与产品成化塑件、模具设计和注塑生产工艺提供了一套解
型工艺的最佳途径,其优点更体现在注塑产品的生决方案。
产成本及质量控制中。通过CAE分析,在设计注塑
模具时,可优化型腔及浇注系统的布置,确定流道、浇
试验方法
口的尺寸,利于选择合适的注塑机,保证塑件成型质
量;在产品决策时,可根据分析结果合理确定注塑
1正交试验法及正交试验设计要点
品的成型周期,正确预测注塑制品的生产成本和产
正交试验设计是试验法中的一种,能做到
品价格,提高决策的可靠性;在制定注塑工艺时,可优
化注射压力、注射时间、保压时间、模具温度等工艺参
收稿日期:2011-11-22;修改稿收到日期:2012-06-05。
数,从而优化成型工艺,降低产品成本。
作者简介:张金标,男,1964年生,硕士,主要从事模具技术
注塑模具是塑料成型加工的重要装备。利
专业研究。 E-mail: czzib@ hotmail..corm。
张金标,基于 Moldflow注塑模具设计方案优化研究
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在试验安排上尽可能地减少试验次数,并且在2模具设计方案模拟优化
较少次数试验数据的基础上,分析出指导实践
的正确结论。它适用于多因素、多水平和具2.1试验模型及正交试验方案设计
有随机误差的各种试验,是解决多因素试验问2.1.1试验模型
题有效的统计方法。通过对正交试验结果分
试验模型选择为20mm×20mm×2mm
析,可以确定各因素及其交互作用对试验指标长方体塑件,材料为ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙
影响的主次关系,从而可以找出试验因素、水烯共聚物,PA-756, Chi Mei公司)。
平-的最佳组合方案。
2.1.2确定正交试验方案
在进行试验方案的设计时,针对要解决的问
根据技术要求,确定正交试验表,选用
题确定出相应的试验因素和试验目标。试验因
(34)
正交表。
素的选择要尽可能的多,可以从试验结果中筛选
因素确定为型腔数、流道尺寸、浇口尺寸及
出对试验目标影响较大的试验因素,如果试验因流道布局,对该系列因素采用3水平,具体设定
素太少,会使试验太片面,而且容易产生不正确如表1所示。
的试验结果。
在注塑制品的生产中,影响产品生产成本及
表1L9(3)正交表因素及水平
质量的指标有多个,因此试验为多指标试验。在
因素
多指标试验中,各指标之间存在一定的制约关
水平A-型腔B流道直C-浇口直D流道
系,应兼顾各个指标,找出使每个指标都尽可能
数/个径/mm径/mm
布局
好的生产条件。多指标综合平衡分析对各指标
低水平)
1.0非平衡流道
试验结果计算每一因素各个水平导致结果之和、
2(中水平)
0.7亚平衡流道
各个水平导致结果之和的极差,分别找出各个指
3(高水平)
4.0
0.5
平衡流道
标最优或较优的生产条件,然后将这些生产条件
综合平衡,找出基本能兼顾每个指标的优化工艺
各正交试验方案图解如图1所示。图1中
条件[。
试验1到试验6及试验9中型腔出现次数为4
1.2确定注塑模具设计方案关键因素及指标
试验7、试验8中型腔出现次数为8。
注塑模員是一种复杂的工艺装备。在进行
模具设计时,要考虑到设计方案对注塑制品生产
材料成本、质量系数及生产效率的影响,应满足
企业产品技术与生产管理目标对模具设计的要
求。型腔数、流道尺寸、浇ロ尺す及流道布局是(o试验1-1-10)试验2(220)试验3(13)
确定模具设计方案的关键因素·?
以材料利用率、型腔压差比及单时出件数作
为指标,考察其对产品生产成本、质量及生产效
率管理目标的满足程度。其中材料利用率为单
模制品体积与单模塑料总体积的比值:型腔压差(试验A2123)6)试5223D(0试6e312
比考察浇口凝固时各型腔浇口处压
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