基于Moldflow软件的手机外壳流道平衡优化设计

Ａｂ ｔ ａ ｔ ｈｅ ｒ ｎ ｒｂ ｌｎ ｅ ｏ ｂ ｌ ｅ ｅ ｈ ｎ ｓｏ ｔ ｚ ｄ ｉ ｉｗ ｆｔｅ ｒ ｎ ｅ ｍｂ ｌｎ ｅ ｏ ｉ ｓｒ ｃ ：Ｔ ｕ ｎｅ ａ ａ ｃ ｆｍｏ ｉ ｔｌｐ ｏ ｅ ｗａ ｐ ｉ ｅ ｎ ｖ ｅ ｏ ｕ ｎ ｒｉ ａａ ｃ ｆｄｆ ｅ ｍｉ ｈ －
塑 料 工 业
ＣＨ Ｉ ＮＡ ＰＬＡＳ ＣＳ Ｉ ＴＩ ＮＤＵＳ ＴＲＹ
第３ ９卷第 ５期 ２ １ 年 ５月 ０１
基 于 Ｍｏｄ ｏ ｌｆ ｗ软 件 的手 机 外壳 流 道平 衡优 化 设计 ｌ
谢玉敏 ，张汪 年 ，刘 长华 ，孙 国栋
（ 江 学 院 机 械 与 材料 工程 学 院 ，江 西 九 江 ３ ２０ ） 九 ３ ０５ 摘 要 ：针 对 手 机外 壳 上 下 盖 异 模 多 型 腔 的 流 道 不 平 衡 问 题 ，利 用 Ｍ ｌｆｗ 软 件 的 Ｒ ｎｅ ａ ｎｅ 块 进 行 了 优 ｏｌ ｄｏ ｕ ｎｒ ｌ ｃ 模 Ｂ ａ 化 。 结果 表 明 ：优 化 后 手 机 下 盖 末 端 充 满 时 间 为 ０ ８ ５８Ｓ ． ８ ，手 机 上 盖 末 端 的 充 满 时 间 为 ０ ８８８Ｓ ． ５ ，不 平 衡 率 控 制 在 ３ １ ，流 动 平衡 性 较 好 。 流道 尺寸 由初 始 设 计 的 ３ｍ ．％ ｍ，优 化 为平 衡 时 的 ｑ ．３ ｌ 和 ｑ１６ ６ｍ ０ ７９ｎ ３ ｍ ｂ ．６ ｍ。Ｖ Ｐ转 换 点 的 ／ 浇 口位 置 压 力 为 ２ ．５ＭＰ ，接 近 约 束 条 件 中 的 目标 压 力 ３ ａ ９ ８ ａ ０ＭＰ ，上下 盖型 腔 内 的压 力 分 布 比较 均 匀 。 关 键 词 ：Ｍｏ ｆ ｗ；手 机 外 壳 ；流道 平 衡 ；Ｖ Ｐ转 换点 ｌｏ ｄ ｌ ／
体模 型转 化 为 Ｍ ｌｆ ｗ软 件 识 别 的 Ｓ Ｌ （ ｔ ｅ ｉ ｏｄ ｏ ｌ Ｔ Ｓｅ ｏＬ— ｒ
ｔ ｇａ ｈ ） 格式 文件 ，读人 Ｍｏ ｆ ｗ，采用 ｆｓｉ ｈ ｒ ｙ ｏ ｐ ｌｏ ｄ ｌ ｕｈｏ ｎ网 络模型 对该产 品进行 网格划 分 ，经 软件 自动 修补 和手 动对 网格 单 元 控 制修 改后 ，得 到 有 限元 模 型 ，如 图
ｆ ｅｔ ｏ ｌ ｕｔ ｃｖｔ ｉ ｅｄ ｓ ｎｏ ｌ ｔ ｎｅｔ ｎｍｏ ｙｍ ａｓｏ ｏｄ ｏ ｏ ｗ ｒ．Ｔ ｅｒｓｌ ｅ ｎ ｍ ｕｄｍ ｌ。ａｉ ｔ ｅｉ ｆ ａ ｉ ｉ ｃｉ ｌ ｂ ｅｎ ｆ ｌｆ ｗ ｓｆ ａ ｒ ｉ ｙｎ ｈ ｇ ｐ ｓｃ ｊ ｏ ｄ Ｍ ｌ ｔ ｅ ｈ ｅｕｔ ｓ
ｆ ｗ软件 ，对异模 两 腔的手机 外壳 零件 充 填过 程进 行 ｌ ｏ 模拟 分析 ，从 而得 到优化 的流道 尺寸 数据 ，以更好 满 足产 品 的应 用要 求 。 所 用制 件为 手机外壳 ，平 均壁 厚 为 ０ ９ ４８ｍ ． ２ ｍ。
图 １ 手 机 电池 后 盖 有 限兀 模 型
．
制 件 的浇 注系 统和 冷却 系 统 如 图 ２ ，其 中主 流 道 长 度 为 ４ ｌ，直 径 为 １ ｍ，分 流 道 长 度 为 ２ ０ ｍＴ ｌ ０ｍ ５ ｍ ｍ，直径 为 ６ ｍ ｍ，内浇 口采 用 圆形 浇 口，直径 为 ３
ｍ ｍ。冷却 水道 直径 为 ８ｍ ｍ，水 管 问距 为 ２ ｉ ３Ｈｍ，水
ｓ ｏ ｄ ｔ ａ ｈ ｌ ｔｍｅ ｏ ｈ ａ ｋ ｃ ｖ Ｆ ｏ ｂ ｌ ｅｅ ｈ ｎ ｓ０． ８ ｎ ｈ ｐ ｒｃ ｖ ｒ ｏ ｂｌ ｈ ｗｅ ｈ ｔｔ ｅ ｆ ｌ ｉ ｆｔ ｅ ｂ ｃ ｏ ｅ ｆｍｏ ｉｅ ｔｌ ｐ ｏ ｅ ｗａ ８ ５ ８ Ｓ ａ ｄ ｔ ｅ ｕ ｐｅ ｏ ｅ ｆｍｏ ｉ ｉ ｅ ｔｌｐｈ ｎ ｓ０． ５ ． ｔ ｅ ｉ ａａ ｃ ａｅ ｗａ ． ％ ， ｔ ｅ ｆｏ ｂ ｌ ｎ ｅ ｗａ ｏ ｄ． Ｔｈ ｐ ｉ ｚ ｄ ｒ ｎ ｒ ｅｅ ｏ ｅ ｗａ ８ ８ ８ Ｓ ｈ ｍｂ ｌ ｎ ｅ ｒ ｔ ｓ ３ １ ｈ ｗ ａａ ｃ ｓｇ ｏ ｌ ｅ ｏ ｔｍｉｅ ｎｅ ｕ ｓｚ ｓ￣３ ７ ９ ｍｍ ｎ ｑ１ ６ ６ ｍｍ ｉｅ ｔ ｅ ｒ ｎｎ ｒｓｚ ｓ￣ ｉｅ ｗａ ｐ ． ３ ａ ｄ￣． ６ ｗｈ ｌ ｈ ｕ ｅ ｉｅ ｗａ ｑ３ ｍｍ ｅｏ ｅ ｏ ｔ ｚ ｔ ｎ． Ｔｈ ａｅ ｌｃ ｔｏ ｂ ｆ ｒ ｐ ｉ ａ ｉ ｍｉ ｏ ｅ ｇ ｔ ｏ ａｉｎ ｏ ｆＶ／Ｐ ｔａ ｓｏ ｍａｉ ｎ ｐ ｉ ｔｗａ ９ ８ ａ ａ ｄ ｗａ ｌ ｓ ｏ ｔ ａｇ ｔｐ ｅ ｓ ｒ ０ Ｍｐ ｒ ｎ ｆｒ ｔ ｏｎ ｓ２ ． ５ Ｍｐ ｎ ｓ ｃｏ ｅ ｔ ｈｅ ｔｒ ｅ ｒ ｓ ｕ ｅ ３ ａ． ｔ ｅ ｄ ｓｒｂ ｔ ｎ ｏ ｏ ｈ ｉｔｉ ｕ ｉ ｆ ｏ
在流 动平 衡 分析 中 ，最 为重要 的环节 就是 平衡 约束 条
中图分类号 ：Ｔ ３ ０６ Ｑ ２ ．６
文献标识码 ：Ａ
文章编号 ：１０ ５ ７ （０ １ ５ ０ ５ ０ ５～ ７０ ２ １ ）０ — ０ ４—０ ３
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｌ ｎ ｅ Ｏｐｔｍｉ ａ ｉ ｎ ｆ ｒ Ｓｈ ｌ Ｒｕｎ ｒ ｏ ｈ ｏ ｉｅ Ｐｈ ｎｅ Ｂａ ｅ Ｒ ｓｇ ｆＢａ ａ ｃ ｉ ｚ ｔｏ ｏ ｅ ｌ ｎｅ ｆｔ ｅ Ｍ ｂ ｌ ｏ ｓ ｄ Ｏ Ｍ ｏ ｄｆＯ Ｓｏ ｔ ｒ ｌ ｌ Ｗ ｆｗａ ｅ
ｐ ｅ ｓ ｒ ｎ ｕ ｐ ｒａ ｄ ｂ ｃ ａ ｉ ｅ ｓ ｅ ｅ ． ｒ ｓｕ ｅ ｉ ｐ ｅ ｎ ａ ｋ ｃ ｖ ｔ ｓｗａ ｖ ｎ ｉ
Ｋｅ ｙｗｏ ｄ ｒ ｓ：Ｍｏｄｆ ｗ； Ｍｏ ｉｅ Ｔｅｅ ｏ ｅ Ｃｏ ｅ ； Ｒｕ ｎ ｒＢａａ ｃ ｌｌ ｏ ｂ ｌ ｌｐｈ ｎ ｖ ｒ ｎ ｅ ｌ ｎ ｅ； Ｖ／Ｐ Ｔ ａ ｓ ｍａｉ ｎ Ｐｏｎ ｒ ｎ ￣ｒ ｔｏ ｉ ｔ
注 塑工 艺 中多 型 腔非 平 衡 浇 注 系统 的平 衡状 况 ， 在很 大程 度上会 影 响制 品 的质 量 。如果熔 体不 能同时
到达 各浇 口并 充 满 各 个 型腔 ，将 导 致 压 降 分 布 不 均
匀 ，使 制 品 的质 量下 降 ，又或 者 出现 充不 满 现 象 ¨ 。 为保证 浇 注系统 的平衡 ，一般 的方法 是采用 传统 的公 式计算 流 道 平 衡 和 浇 口平 衡 ｊ 。但 影 响 流 道 平 衡 的
Ｆｉ ｇ４ Ｔｈ ｗｉｃ ｉ ｇ ｐ ｅ ｓ ｒ ｆｓ ｅ ｎｄ ｐｒ ｓｕｒ ｅ ｓ ｔ ｈ ｎ ｒ ｓ ｕ ｅ ｏ ｐｅ ｄ ａ ｅ ｓ ｅ
缩放【Ｏ ｍｍ】 １Ｏ
２ ２ 异 形 型腔 的流 道 平衡优 化 ．
图 ２ 浇 注 系 统 和 冷 却 系统
Ｆ ｇ２ Ｆ ｅ ｙ ｔｍ ｎ ｏ ｌ ｇ ｓ ｓｅ ｉ ｅ ｄ ｓ ｓｅ ａ ｄ ｃ ｏ ｉ ｙ ｔ ｍ ｎ
＝ ２ ３ ｆ ａｌ ３ ３ ＭＰ
［ ａ ＭＰ ］
。 ２ ４ ４２
１ １ ６， ６ ８０ ８Ｉ
。 。。。０
为 ７ ２ ２ｋ ０ ． Ｎ，其余 工 艺参 数采 用 默认 设置 。
肇
章钉 ０ ＃
缩艘 ｆ ０ １ ｌ ｍ ｌ
图 ４ 速 度／ 力 切 换 时 的压 力 压
管 与制 件距 离 为 １ ｍ，冷 却 介 质 为 水 ，温 度 为 ２ ０ｍ ０
℃ ，人 口雷诺 数 为 １ ０ 。制 品所用 材 料为 台湾 制造 ００ ０
这 样很 容 易造 成过 保压 的情 况 ，从 而使 产 品质量 出现
缺 陷 。而 手机 下盖 的填 充压 力 过低 ，容 易 出现填 充不
商 提供 的 聚丙烯 （ Ｐ 。流 动模 拟 中采用 的工 艺 参数 Ｐ） 为 ：模具 表 面温 度 ５ ０℃ ，熔 体 温 度 ２ ５。 ３ ｃ，注塑 机
压力 控制 单元 最 大注 射压 力 为 １０ ＭＰ ，最 大 锁模 力 ８ ａ
满 而得 不 到完 整 的制 品 。
进 度，ｔ 』 ｊ ７ 切换『 ∞ ， ｊ １ Ｉ
Ｆｉ Ｔｈ ｉ ｔ ｌｍ ｅ ｏ ｌｏ ｈ ｂ ｌ ｈｏ ｅ ｂ ｔｅｙ ｃ ｖ ｒ ｇ１ ｅ ｆｎｉ ｅ ｅ ｎｔｍ ｄｅ ｆｔ ｅ ｍｏ ｉｅ ｐ ｎ ａｔｒ ｏ ｅ ｅ
在 Ｐｏ Ｅ ｗｄ ｆｅ ． ｒ／ ｉ ｉ ２ ０中构建 三维实 体模 型 ，而后 将 实 ｅｒ
Байду номын сангаас
针 对 以 上 填 充 结 果 中 的 流 道 不 平 衡 性 ，利 用
Ｍｏ ｆ ｗ软 件 的 Ｒ ｎ ｅ ａａｃ ｌｌ ｄｏ ｕ ｎ ｒＢ ｌ ｅ分 析 模 块 加 以优 化 。 ｎ
２ 异 形 型 腔 的流 道 平 衡 分 析 及 方 案优 化
２ １ 异形 型腔 的 流道 平衡 分析 ．
要 求 。 １ ２ 流 动分 析 方案 的建 立 ．
这样 不平 衡 的流 动会 造 成两个 型 腔 内的 压力分 布不 均
衡 ，对产 品质 量产 生 较大 的影 响 。 ２ １ ２ 转换 点 压力 ．． ｖ Ｐ转换 点型 腔 内 的压 力 分 布 如 图 ４ ／ 。在 工 艺 过 程 参数 的设置 ，将 Ｖ Ｐ转换 点设 置在 型 腔 １０ 被 充 ／ ０％ 满 的时 刻 。 由 图 可 知 ，Ｖ Ｐ转 换 点 浇 口位 置 压 力 为 ／ ３ ． ３ＭＰ ，手 机上 盖 由于 过 早 地 被 充 满 ，因此 在 填 ２３ ａ 充 结束 时 ，腔 内压 力很 高 ，末 端 也 达 到 了 ２ ． ａ ４ ５ＭＰ ，
ＸＩ ‘ ｉ ＺＨＡＮＧ ａ ｇ ｎ ａ Ｅ Ｙｕ ｒ ｎ， ａ Ｗ ｎ ’ ｉｎ， ＬＩ Ｃｈ ｎ ｈｕ Ｕ ａ ｇ— ａ， Ｓ ＵＮ ｏ ｄ ｎ Ｇｕ — ｏ ｇ
（ ｃｏｌ ｆ ｃａｉａ ａｄＭ ｔ ｉ ｓＥ ｇ ｅｒ ｇ ｉ ｉ ｇＣ ｌ ｇ ，Ｊ ｊ ｎ ３０ ５ ｈｎ ） Ｓｈｏ ｏ ｈｎｃｌ ｎ ａｅ ａ ｎｉ ｅｉ ，Ｊ ｊ ｎ ｏ ｅｅ ｉ ｉ ｇ３２ ０ ，Ｃ ｉａ Ｍｅ ｒｌ ｎ ｎ ｕａ ｌ ｕａ
１ 制 件 分 析 模 型 及 流 动 分 析方 案 的建 立
１ １ 制件分 析模 型的 建立 ．
作 者 简 介 ：谢 玉 敏 ，女 ，１７ 生 ，硕 士 ，讲 师 ，主 要 从 事模 具 Ｃ Ｅ教 学 和科 研 。 ｂｉｎ０ １ ．ｓ ｄｎ＠ ｓ ａＣＢ ９ ７年 Ａ ａ ｉ ４ ２ ｔ ｅｔ ｉ ．Ｏ ｌｇ ｕ ｎ
第３ ９卷 第 ５期
谢 玉 敏 ，等 ：基 于 Ｍｏ ｆ ｗ软 件 的 手 机 外 壳 流 道 平 衡 优 化 设 计 ｌｌ ｄｏ
・ ５・ ５
１ 。此 单 元 网 格 的 匹 配 率 为 ８ ． ％ ，平 均 纵 横 比 为 ８２
２３５ ． ４ ，最 大 纵 横 比 为 ７ ７ ０，能 够 达 到 流 动 分 析 ．８
因素很 多 ，包 括 流 道 尺 寸 、填 充 速 率 和所 用 的 材 料
～
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缩艘［ ｍｍＪ ９ Ｏ
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等 。传 统 公 式 往 往 考 虑 得 不 全 面。 Ｍ ｌｆ ｗ软 件 的 ｏｄ ｏ ｌ ＭＰ 模块 能够 在给定 的约束条 件下通 过 调整 流道 尺 寸 Ｉ 来保 证熔 体在 型腔 内流 动的平衡 ，从 而优 化流道 的尺 寸 ，有效 地降 低流道 的 不均 匀性 。本 文利 用 Ｍｏ — ｌ ｄ