CAE技巧在汽车塑料件临盆中的应用丛穆，江梅（第一汽车集团公司技巧中间非金属研究室，吉林长春130011）据现临盆用材料和设备，分别进行了注塑过程和注塑参数优化分析。找出了现临盆中成品出现缺点的原因。分析成果注解，塑料CAE模仿分析技巧在汽车塑料产品构造优化、模具设计和成品临盆中具有很年夜的应用前景。
跟着塑料在汽车上越来越广泛地应用，对汽车塑料件的质量请求越来越高，而设计制造高质量的汽车塑料零件须要优良的产品设计、高水准的模具和优化的注塑成型工艺3个环节的有机结合。今朝在现临盆中，存在诸如产品构造是否知足注塑成型工艺请求、所选的原材料是否能与模具构造相匹配、产品注塑成型工艺参数是否合理、产品熔接痕的地位、数量及对产品德量的影响、模具设计及反复试模消费年夜量时光等问题。
因为塑料CAE模仿技巧能事先对产品构造的工艺性、制件成型后的质量及模具流道构造进行有效设计，使发明的问题及时在产品设计完成之前予以修改，避免了传统设计法度榜样的弊病一模具加工完成、试模出问题后，再去修改设计、试模调模，从而缩短了产品开辟周期，降低了产品成本。
以下是针对塑料件的尺寸、缩痕、翘曲变形、应力集中等质量缺点，应用CAE技巧进行模仿分析的几个实例。分析对象包含汽车散热器面罩、杂物箱盖和倒车灯灯罩。分析模仿用软件为M0LDFL0W.CAD建模软件为EUCLID、Pro/E. 1模仿分析杂物箱盖翘曲问题的原因及清除办法1.1存在的问题今朝存在的问题是产品临盆出来后，在盖的两角处产生向外翘曲，影响了产品外不雅质量和装车进度。
为找出问题的产生原因，起首用现临盆工艺参数如表1）进行模仿分析。
表1材料名称改性pp模具温度/>熔体温度/>打针时光/打针压力/MPa保压时光/s保压压力/MPa现临盆工艺采取一级注塑、一级保压。经对制件体紧缩分析，获得产品体紧缩分布图，如。
从看出，两端处体紧缩达11%比较年夜），高于中心部位"％）。因为产品整体体紧缩不均，导致了产品翅曲。
1.2改进计整洁照办传统的设计思惟修改产品构造，在产品内侧加2条加强筋。
但实际临盆出的产品，翘曲依然存在，并且加强筋外外面出现明显缩痕。经由过程计算机模仿分析，获得如成果。
分析可知，两端处体紧缩仍为11%，尼龙扎带是尼龙材质的一种扎带，并且加强筋相对的外外面的体紧缩增年夜，因而导致上述成果。可见这一筹划并没有从根本大将问题解决。
1.3改进筹划二采取CAE分析技巧对工艺参数优化设计。
经由模仿分析，获得优化的工艺参数。主如果增长了保压曲线曲一级保压变为二级保压），保压压力由本来的30MPa增长到60MPa，并将保压时光由本来的3.5s增长到10s.如许获得的产品两端体紧缩降到4.5%，并且在产品外面分布平均如），从而清除了翘曲变形。
2汽车倒车灯灯罩的应力分析及构造优化今朝，此产品存在着成型后两端头出现内部裂纹的缺点。分别照办现临盆工艺参数材料为PMMA，模具温度50 2，熔料温度2202）和）0456407数据库推荐参数模具温度80 2，熔料温度2302）进行模仿分析，成果注解应力均集中在两端头，且均跨越材料的抗剪切强度。是以MOLDFLOW数据库推荐参数进行模仿获得的应力分布图。
从中看到全部产品应力分布最年夜值为0.5~0.6MPa，并且地位集中在两端头，而材料的抗剪切强度为0.4MPa.这就是产品在两端部出现裂纹的原因。
随后采取修改两端头壁厚的筹划，也就是将两端头的壁厚增长0.2mm，力争使此部位物料流动顺畅，从而降低此处剪切应力，使产品的整体应力程度降低。工艺参数不变。模仿分析获得产品成型后应力分布图，如。
汽车工艺与材料分析成果注解，产品两端部应力值明显降低降到0.4MPa阁下），从而避免了应力集中，也就清除了产品内部裂纹。
表3项目参数材料种类ABS/PC材料商标BayerAGBayblendT45熔融温度/260~300剪切强度/MPa0.4顶出温度/110非流动温度/130 3用CAE解决散热器面罩的质量缺点3.1产品存在的问题产品横向尺寸偏年夜，影响装车。
零件外面在8个浇口邻近有紧缩痕。
熔接痕数量多，影响产品外不雅质量。
3.2模型预备Moldflow动态模仿分析所采取的模型为三维实）模型，模型的来源可由其他造型软件输入，也可以用自身所带的建模模块Moldflowmoldeler）来建立。但因为所研究的产品造型较复杂，是以采取从其他图形软件中读取数据。
散热器面罩三维数据最初是用EUCLID软件进行实体建模的，所以又用Pro/E软件，将原模型中的面特点进行提取、剪切，缝合成实体后，形成封闭的曲面，耐高温扎带在一定限度内,也替代了很多金属材料，再转化为实体。按STL格局输出，如。
图+类、匹配、叠合和缝合等操作获得有限元网格；根据模具图纸设计浇口流道和冷却体系的面模型，再将其进行网格定义、分类。为今朝浇注体系分布图，现有模具为三板构造，共8个进胶口。
冷流道热流道3.3对今朝产品成型状况进行模仿分析针对今朝产品存在的问题，起首采取现临盆工艺参数如表2）、设备前提、原材料如表3）进行模仿分析。
表2工艺参数数值熔体温度/O模具温度/O打针压力/MPa打针时光/. 1级5 2级8保压压力/MPa保压时光/s用以上参数进行模仿分析成果如下。
填充时光分布图如）说清楚明了熔融树脂在模具型腔中的填充过程，出口扎带物美价廉，广受用户喜爱，中的深色区域是熔体最后填充部位，分布较宽。
熔接痕是在料流相遇处形成的。为熔接痕地位分布图，从图中看出熔接痕多分布在料流最后填充部位。从零件整体看，中心格栅部分和外边沿处熔接痕较多外边沿约9处），图中深色点表示该处熔接痕的质量不好。这与现临盆中的情况相符。
制件外面紧缩情况如0.延时保压使外面紧缩痕都分布在8个浇口邻近，紧缩值是0.0145mm，是可见的缺点凹坑只有缩痕深度！0.007mm时，紧缩才是肉眼弗成见的）。这与实际情况相得优胜的后果。经由采取Flow、Packing、Cool等模块进行的模仿分析，并将原1级保压变为3级保压。获得的优化的注塑成型工艺参数如表4、表5.表4模具温度/870熔体温度/8280打针压力/MPa67打针时光/；5表5保压压力/MPa保压时光/s320327.23112.07.17.500 0成品内部应力分布图见1.1表示超出材料剪切强度的部分，成品内部最高应力值是1.135MPa.而材料的抗剪切强度为0.4MPa.图中深色部分为剪应力跨越材料剪切强度的部分，分布较广。应力值高的部位易造成应力开裂。
1成品横向尺寸变更趋势如2.按现有模具型腔设计尺寸打针成型的成品，横向紧缩4.8mm才能达到产品设计请求。而实际临盆中成品成型后，横向尺寸值紧缩2.5mm，造成产品尺寸偏年夜，不克不及知足装车请求。
2 3.4削减或清除缺点的模仿分析起首对各成型工艺参数进行优化设计，以期获经由过程对工艺参数的优化设计，获得如下成果。a.优化后成品外面紧缩痕减小，如3.分析成果：浇口处体紧缩值已由本来的0.014mm减小至0.004mm，为肉眼弗成见的，从而清除了8浇口处的缺点紧缩痕。
b.优化后产品内应力降低，如4.汽车工艺与材料与上述按现临盆工艺参数进行模仿的应力分布成果比拟较，成品4边框和中心部分的高应力值区域已清除，成品内部应力已年夜年夜降低，并且超值区分布较窄，从而使产品内涵质量趋于稳定。
C.优化后，使产品尺寸获得校订。
按优化的工艺参数进行翘曲分析，经由过程调剂保压曲线，控制产品横向尺寸紧缩，可以或许获得使产品横向尺寸缩小的趋势，从而达到知足产品设计请求的目标。
保压压力为45MPa时，成品横向尺寸紧缩6.7 3.5指导临盆实际以优化的工艺参数为基本进行现场调试，获得以下成果。
%.浇口处紧缩导致的冷斑紧缩痕）明显减小或根本消掉，这与CAE成果相符。5a、5b是工艺调剂前、后浇口处的紧缩情况。
b.产品横向尺寸比调剂前缩小1mm. C.因为产品模具浇注体系保持原状，所以熔接痕的问题未能获得彻底解决。
4结论对注塑过程的CAE分析注解，在汽车塑料件构造设计和临盆中采取动态模仿分析技巧，将三维实体造型读入Moldflow的MPI用户界面，对浇口、流道和冷却体系，进行深刻周全的流动、保压、冷却、翘曲和构造应力分析，找出产品构造和现临盆中产品出现缺点的原因，提出解决筹划，同时对注塑成型工艺参数进行优化，从而进步了产品德量，降低了废品率。是以，塑料CAE模仿分析技巧在汽车塑料产品临盆中有着广泛的理论指导意义和实际应用价值。
义务编辑陈逍）上接第76页）义务编辑陈逍）2002年第