摘要：利用MoldFlow软件对日化瓶盖注塑加工工艺进行了模流分析，并对该模具加工工艺参数进行了合理性分析，并提出了合理的改进方案。
关键词：MoldFlow；日化瓶盖；加工工艺
基于MoldFlow的日化瓶盖注塑加工工艺分析0概述
随着塑料工业的飞速发展，人们对塑料制品质量要求越来越高，而且产品的更新快，价格越来越低，市场竞争越趋激烈。在这种情况下，要求模具交货期短、质量好、价格低。而传统方法设计出来的模具，其产品结构、成型工艺只有试模以后才知道，模具设计成功与否很大程度上依赖设计者的经验，这不仅难以保证产品质量、精度，而且使得产品的生产周期延长，特别对于大型的精密模具，此类问题尤为突出。而利用先进CAE分析软件对整个注塑成型过程进行模拟分析，包括填充、保压、冷却、翘取、纤维取向、结构应力、收缩以及气辅成型和热固性材料流动分析，可以及时发现型腔填充不满，熔接线或气孔出现在外观零件表面等问题。同时还可以分析出最佳流道系统设计和排气槽位置设计，合理确定注射工艺参数，从而大大提高了模具设计质量和一次试模的成功率,以达到降低生产成本、缩短生产周期的目的。
1MoldFlow软件的简介
MoldFlow软件是美国MOLDFLOW公司的产品，该软件通过对注塑成型过程进行模拟分析，进而研究各种工艺参数对塑件质量的影响，不但在一定程度上减少设计者的工作量，而且大大降低了生产成本。
MoldFlow软件在注塑模设计中的作用主要体现在以下几方面：
（1）优化塑料制品
运用MoldFlow软件，可以得到制品的实际最小壁厚，优化制品结构，降低材料成本，缩短生产周期，保证制品能全部充满。
（2）优化模具结构
运用MoldFlow软件，可以得到最佳的浇口数量与位置，合理的流道系统与冷却系统，并对型腔尺寸、浇口尺寸、流道尺寸和冷却系统尺寸进行优化，在计算机上进行试模、修模，大大提高模具质量，减少修模次数。
（3）优化注塑工艺参数
运用MoldFlow软件，可以确定最佳的注射压力、保压压力、锁模力、模具温度、熔体温度、注射时间、保压时间和冷却时间，以注塑出最佳的塑料制品。
2日化瓶盖三维建模
日化瓶盖是日用化学品包装用塑件，应用极其广泛，其结构如图1所示。该注塑件形状复杂，特征众多，壁厚不均匀。故模具型芯结构及尺寸也较复杂。由制件的用途来看，塑件的表面光洁度要求也较高。总体来看，塑件尺寸较小，表面光洁度要求高，不允许有飞边，色泽均匀，不能出现气泡、裂纹、划痕等缺陷[1]。考虑到材料的成型工艺性、成型温度以及综合性能和应用环境，目前所用HDPE的材料为：BP公司5102GB型和LG公司B4020型，。
图1瓶盖
3注塑工艺参数的分析及优化过程
注塑工艺参数的正确制定是为了保证塑料熔体良好塑化，并顺利地充模、冷却与定型，以便生产出质量合乎要求的制品；并能指导产品结构、模具结构的优化设计。在注塑工艺中最重要的工艺参数是温度（料温、喷嘴温度、模具温度）、压力（塑化压力、注射压力、模腔压力）和相对应的各个作用时间（注射时间、保压时间、冷却时间）等。这些参数相互影响，而且不同的材料其最佳的注塑工艺参数范围不同，因而在生产中，需要多次试模，才能得到合乎要求的制品，这极大的影响了生产效率，MoldFlow通过一系列的方法来优化工艺参数，减少试模次数，提高生产效率。下面是用MoldFlow对日化瓶盖进行工艺的优化过程。
3.1模型导入
首先利用Pro/E软件建模，如图2所示，然后利用Moldflow的MDL接口软件并选择双面流（Fusion）技术直接将PROE的文件读入。
图2Pro/E建模 图3MoldFlow导入模型
3.2网格划分
采用三角形单元实现网格划分，如果网格划分中有纵横比特别大的网格，则需要对其进行修正，网格匹配率达到85%就可以进行塑件分析。划分网格并进行16腔模具的排布；并且建立流道、冷却系统，如图4（a）（b）所示。
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（a）16腔热流道设计（b）网格划分
图416腔自然平衡热流道点浇口的浇注系统
3.3材料性能分析
瓶盖采用HDPE的材料为：BP公司5102GB型和LG公司B4020型，但是由于Moldflow的材料库中没有相应牌号的材料，根据材料熔融指数为2的条件，找到最为接近的Targor公司的HostalenGD6250型HDPE（熔融指数1.85）进行分析。
根据以上分析，初始注塑工艺条件如下：
（1）注塑温度：220度
（2）模具温度：40度
（3）填充时间：1.2秒
（4）最大流动速率：170cm3/sec
（5）保压压力：43Mpa
为了保证分析的准确度，单个型腔的单元数高达六千多个，在此运用了软件的简化分析功能（仅限型腔结构对称），实践证明该简化并不丧失分析精度。不同的颜色代表熔胶流经的倍数。因此，尽管只显示两腔的结果，实际反应的是十六腔的真实情况。具体热流道网格划分如图5所示。
