商用车小桌板支架熔接痕的改进优化

丁贝贝，王镇江，阮李华，龚世海

（1.广西科技大学汽车与交通学院，广西 柳州 545006；2.柳州裕信方盛汽车饰件有限公司，广西 柳州 545006）

工艺装备

商用车小桌板支架熔接痕的改进优化

丁贝贝1,2，王镇江1，阮李华2，龚世海2

（1.广西科技大学汽车与交通学院，广西 柳州 545006；2.柳州裕信方盛汽车饰件有限公司，广西 柳州 545006）

塑料作为结构件使用时，对其刚度强度有更高的要求，在PP基材中加入玻纤可以提高其刚度强度，如何既保留PP的良好产品外观，又使玻纤增强基体的刚度强度成为生产中的难题，笔者用NX 8.0、moldflow2016两个CAE电脑软件辅助设计分析商用车小桌板支架的熔接痕位置优化，避免盲目修模，节约模具的整改费用，对模具的整改提出指导建议。

CAE；熔接痕；浇口优化

10.16638 /j.cnki.1671-7988.2016.10.055

CLC NO.: U465.9 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)10-173-03

前言

由于汽车塑料制品的专业用途，要求其有复杂的结构形状和精美的外观表面，成型工艺更是难以控制，外观件表面上存在明显的飞边、熔接痕、缩水、缩痕、困气等缺陷，这就降低汽车使用者的美观感，影响汽车的整体工艺档次。[2]飞边的改进可以使用人工处理，但熔接痕、困气这样的缺陷没有好的办法去解决，通过调整注射工艺参数和修改模具进胶口的位置、大小、进胶量来控制熔接痕的位置。对于模具行业的工作人员来说，改善熔接痕这样的缺陷，首先考虑控制注塑机的注射工艺参数，在调整注塑机工艺参数试模无法解决熔接痕位置的情况下，只能通过修改模具浇口的位置以期达到目的，如何快速找到合理的浇口位置，除了向经验丰富的前辈们求教取经，还可以通过高速发达的计算机来模拟仿真，结合笔者的实习经历，使用moldflow软件进行模型的仿真得出符合要求熔接痕位置的最佳进胶口，减少试模的次数，从而加快模具的投产速度，给企业降低模具成本。

1、实物产品的数字化

案例产品为某型号商用车座椅背部折叠桌支架，但是当小桌板折叠起时，产品表面的熔接痕映入乘客视线，影响美观，主机厂进而提出要求，对此缺陷进行整改。笔者通过实物测量，得出产品的结构尺寸等所需要的参数，通过现代化的计算机辅助设计软件，得到产品的电子数据，在计算机上先模拟原进胶口位置下的熔接痕位置，再对其进行优化。

1.1 在NX 8.0建立实物模型

通过测量得到该产品的外围尺寸为141.5*104.4* 72.5mm，制品厚度为3mm，整体正面有1弧形支撑面、3个φ 10沉头螺钉光孔、1个弧形支撑凸台，形状如图；背部筋条根部厚度为1.5mm，随着正面形状进行抽壳，得到一个如图所示的壳体。在UG8.0中，将这些数据进行整理，将得到的实体模型进行抽壳，得到的数字化模型正面（如图1）和背部（图2），将得到的文件保存为.igs文件。

2、仿真优化分析过程

2.1 建立数字分析模型

将UG8.0制作的三维数字模型（.igs文件）导入Moldflow软件的CADdoctor for Autodesk Simulation 2016模块，用CADdoctor模块的模型修复功能对模型进行检测，对作图过程中出现的碎面、自相交环路、边和基准面间的间隙、带短线段的曲线、环路中的间隙、带小曲面片的曲面等错误严重的选项进行修复，然后保存为stl格式的文件；将保存的stl文件导入到Moldflow 软件的Autodesk Moldflow Synergy 2016模块，在Autodesk Moldflow Synergy 2016进行双层面网格划分，曲面上的边长取为1.2，网格划分完毕后，此时在模型的边，棱和弧的地方网格划分的不够细腻，需要对这些畸形的三角形单元进行修改。最终得到的优化仿真模型如图4[1]。

2.2 moldflow模拟结果及分析

注塑工艺参数设置：模具温度90℃，熔体温度，290℃，注射时间3s，保压时间10s，注塑材料PP+20%玻纤。在现有的注塑机参数中，改变注塑机的注射工艺参数仍旧无法改进缺陷，只能通过修改浇口位置进行尝试。但是浇口位置开在何处符合要求，需要在计算机上进行模拟。将注射工艺参数输入到moldflow软件中，将“如果有纤维材料进行纤维取向分析”前的方框打钩，其余的用moldflow软件系统的默认设置[3]。

方案设置：

因为要求进胶口的位置要求在产品的两侧底面相交处，遂在产品的一侧中部水平距离40mm的区间上选取三个点作为分析方案的进胶点：a、原位置进胶口；b、原位置上移20mm；c、原位置上移40mm。

a、原位置进胶口

在原有的进胶口方案下，产品的熔接痕与事实相符。特作说明，因笔者接手此项目时，产品第二阶段的浇口位置试验已经开始，第一阶段所生产的试制样件已全部报废，经过走访技术人员，均表示本方案的仿真模拟结果与第一批次的样件熔接痕位置外观一致。

b、浇口位置上移20mm

方案b填充的浇口位置如图7，熔接线相汇合的地方如图8所示。熔接痕的位置已经从原来的正面偏移至正面和侧面的相交线上，位置比原位置略有好转，但在产品的正面还是可以观察到。

c、浇口位置上移40mm

方案c填充的浇口位置如图9，填充熔接线相汇合的地方如图10所示。熔接痕的位置已经从原来的正面曲面跑到了侧面的侧壁上，已经不处于显眼位置，可以接受的。本次通过CAE仿真提前预判了气穴的位置，并在模具上开出排气槽，对产品的困气现象加以改善。

2.3 对moldflow仿真结果的选用

通过对上述经过三个方案a、b、c的仿真分析，我们可以得出以下结果：方案a的熔接痕位置在产品正面最明显；方案b的熔接痕位置在正面与侧面的相交线处也能看得到；方案c的熔接痕位置完全在侧面侧壁上，产品验收合格。主机厂做出决定把熔接痕的位置放置在侧面上，遂按照moldflow软件的分析结果进行模具浇口位置的优化和修改，把进胶口位置（图5)修改到现在软件模拟的位置(如图9)，并将方案交予修模厂进行模具的修整。

2.4 修模后的实物样件及结果分析

如图11和12示，为模具修模完成回厂后生产出的产品，实物已经没有原来产品醒目的熔接痕，熔接痕位置与仿真分析的结果在侧面上相差0.5mm，并且困气情况也得到了明显的改善，经讨论，最后在模具上开设细皮纹，熔接痕的缺陷进一步改进，产品质量得以改观，能达到主机厂装配的要求。

3、结语

通过对小桌板支架的moldflow仿真分析，将CAE优化运用到对产品熔接痕，困气等缺陷做出定量的分析，减少了人工经验盲目“修改—试模—再修改”的弊端，提高了一次修模成功率，加快了产品的投产速度，降低了试模成本，提高了生产效率。对于刚入行的年轻技术人员给出了另外一种优化改进产品质量的方法。

[1] 刘荣亮,胡泽豪.注塑件成型工艺参数优化研究[J].机械研究与应用,2014,(3):53-55.

[2] 王兴天.注塑技术与注塑机[M].北京:电子工业出版社,2005.

[3] 韩雷雷,张慧敏.基于moldflow相机外壳注塑成型优化设计[J].模具工程,2014,(9):84-89.

[4] 王卫兵.Moldflow中文版注塑流动分析案例导航视频教程[M].北京:清华大学出版社,2008.126-134.

[5] 展迪优.UG NX8.0模具设计教程[M].北京:机械工业出版社,2012.

The improvement weld about optimization of commercial vehicle table-bracket

Ding Beibei1,2, Wang Zhenjiang1, Ruan Lihua2, Gong Shihai2
( 1.Guangxi University of Science and Technology The college of automobile and transportation, Guangxi Liuzhou 545006; 2.The automotive trim Co. Ltd. of Liuzhou Yuxin Fangsheng, Guangxi Liuzhou 545006 )

It's that should have more strength and more stiffness when plastics using in machine as structural components. It improve the plastics' strength and stiffness after mingle the glass fiber in the PP. How to retain the good appearance of the PP,retain the plastics' strength and stiffness after mixture the glass fiber in the PP is a big problem in the manufacture. Author use the NX8.0 and Moldflow2016 when analyze the optimizing of weld line. Using the Computer Aid Design can reduce the times of repair mold, save the cost of repair mold, give ideas when we repair the injection mold.

CAE; mark of flash; optimal design of injection gate

U465.9

A

1671-7988(2016)10-173-03

丁贝贝，男，研究生，就读于广西科技大学。现在柳州裕信方盛汽车饰件有限公司实习。王镇江 (1961-)，教授，硕导就职于广西科技大学汽车与交通学院，主要从事模具及其成型设备的科研和教学工作。专业：车辆工程。阮李华（1989-），助理工程师，就职于柳州裕信方盛汽车饰件有限公司，从事注塑模开发和模流分析工作。龚世海，(1984-)，男工程师，总经理助理，就职于柳州裕信方盛汽车饰件有限公司。 负责产品技术研发管理，新技术新工艺引进等。