基于Pro/E的摩托車車架護罩注射模具成型分析

沈淑紅

【摘 要】利用 E軟件塑料顧問，對其注塑模具澆口位置、塑料填充、冷卻質量及縮痕進行分析，分析結果對模具設計時應考慮的成型工藝性及模具結構具有指導意義。

【關鍵詞】摩托車車架護罩 Pro/E 塑料顧問 冷卻質量 成型工藝

【中圖分類號】G4 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）34-0027-02

1.引言

中國摩托車工業發展迅猛，摩托車開始成為生產經營的輕便裝備和生活休閑的消費品。摩托車的產銷量以每年10%左右的速度穩步上升。我國已成為世界上摩托車生產大國。但是在其中也存在著很大的問題，技術的先進性，質量的可靠優質性，利潤的最大性等。面對這些問題，在模具設計中，采用Pro/E軟件可以進行產品造型、模具設計、注射模擬到模具加工。通過模擬仿真對模具型腔的設計進行檢驗，可將問題發現于正式生產前，大大縮短制模時間，提高模具加工精度[1]。

2.塑件的三維造型及成型分析

2.1塑件的三維造型

由于摩托車車架護罩是由多個曲面構成，對摩托車車架護罩實物各個曲面進行三坐標測量，通過測量收集數據并對數據進行處理，每個曲面由無數個點連成線最后生成面，每個面之間又存在著緊密的連接，面與面之間圓滑過渡。由于塑件本身不是規則的面，幾乎都是曲面，另外基準面很少，只能選一個比較平的底面作為基準面，以此作為基準，進行各個面的造型。在造型過程中特別注意線與線之間的連接，如果兩條線不連接，在使用邊界混合工具時，會出現菜單管理器診斷失敗。因為塑件本身是一個整體，只有在造完各個曲面合并之后才可以加厚，如果單個平面一個一個的加厚，就會存在在各個面的交線出出現缺口。所以只有當所有的面都造完之后才可以統一加厚。在加厚中有點轉折處或幾條線的交點處也不能加厚。通過Pro/E軟件中加厚、縫合、掃略、切割等操作實現該塑件的三維造型圖1所示。

2.2塑件的成型工藝分析

在Pro/E中的塑料顧問，用于塑料在型腔內注射成形分析，使設計人員能夠了解塑料在型腔內的填充情況，為選擇合適的澆口的位置提供依據。用塑料顧問可以對塑件分析合適的成形條件、分析澆口位置、分析塑料流動、分析可能由于冷卻時間不同而產生的翹曲變形及分析縮痕。

3.澆口位置分析及塑料填充分析

Pro/E中的塑料顧問可以對澆口位置進行分析，根據摩托車車架護罩要求平面光滑，表面不能出現滯留、翹曲等缺陷。分析結果如圖2所示，紅色區域是最不適合的位置，藍色區域是最合適的位置，A、B兩區域屬于選擇交口合適的位置，但B區域位于摩托車車架護罩的上方要求光滑、美觀。所以A區域就是該模具設計交口位置。

塑件填充分析結果如圖3所示，系統將用紅、黃、綠色在被分析模型的表面上分別表示質量最差、質量一般和質量最好的部分，可根據工作區右側的顏色對照來判斷。本設計模型的表面全以綠色顯示，表明沒有塑料填充的缺陷。

3.1 翹曲、縮痕分析

塑料顧問會計算模型各個部分的完全冷卻時間，預測由于冷卻速度不同而產生缺陷的。分析結果將在系統分析后，在工作區域顯示分析結果，將用紅、黃、綠色在該模型的表面分別表示質量最差（發生翹曲）、質量一般、質量最好的部分，冷卻質量分析如圖4所示?？傮w冷卻質量較好，個別有翹曲最嚴重，該位置在澆口附近。

縮痕主要是因為塑料材料在冷卻過程中冷凝收縮而造成的。在模型中會相應的顯示出熔接痕和氣泡。熔接痕和氣泡的多少、位置會直接影響產品的質量和外觀。熔接痕是由于來自不同方向的熔融樹脂前端部分被冷卻、在結合處未能完全融合而產生的。一般情況下，主要影響外觀，對涂裝、電鍍產生影響。嚴重時，對制品強度產生影響。

1）調整成型條件，提高流動性。如，提高樹脂溫度、提高模具溫度、提高注射壓力及速度等。

2）增設排氣槽，在熔接痕的產生處設置推出桿也有利于排氣。

3）盡量減少脫模劑的使用。

4）設置工藝溢料并作為熔接痕的產生處，成型后再予以切斷去除。

4.成型分析在模具設計中應用

4.1產品工藝性分析

摩托車車架護罩如圖1所示，要求表面光滑不能出現滯留、翹曲等缺陷。車架護罩的總體尺寸為長X寬X高為426mm×215mm×60mm，材料為ABS，厚度為2mm，摩托車車架護罩表面品質要求很高，總體上應保證以下要求：熔體的流動平衡性；較高的表面品質；較好的產品強度。在塑件上采用一個突出的卡頭，這個卡頭的作用很大，在塑件制造好后，會利用這個卡頭與摩托車車架上面的孔連接，直接卡到摩托車上面。

4.2模具設計應考慮問題

1）由于塑件外觀要求表面光滑，所以應選潛伏式澆口，根據澆口位置分析及塑件要求，澆口應設置在如圖2所示A位置，既滿足塑件成型工藝，又滿足Pro/E分析結果。

2）為了減少翹曲變形，在模具結構設計時應在澆口附近加強冷卻。

3）模具設計時，設置冷料井，儲存冷料防止產生熔接痕。

5.結論

基于Pro/E軟件設計塑料模具，可大大縮短模具設計制造周期，而且模具的設計與制造都是建立在一個系統的幾何模型之上，保證了模具數據的統一性與正確性。利用Pro/E軟件進行澆口位置、填充、翹曲變形及縮痕分析。以便在模具投入制造之前就發現存在的設計問題，并有目的的進行改進設計，減少設計失誤造成的不必要損失。

參考文獻：

[1]陶筱梅，杜小青.Pro/ENGINEER在塑料模具設計中的應用[J]，塑料科技，2008.11

[2]王永剛，夏祥春，范虎軍.基于Pro/E的彩票機盒蓋注塑模設計[J]，現代制造技術與裝備，2009.6

[3]詹友剛編著.PEO/ENGINEER中文野火版教程[M].北京：國防工業出版社，2004