一、引言：

本文主要是對汽車左右安全帶固定件類似的產(chǎn)品產(chǎn)生嚴(yán)重的變形問題進(jìn)行研究、優(yōu)化。變形無論是對制品的外觀還是使用性能而言，都將會產(chǎn)生嚴(yán)重的質(zhì)量問題。通過運(yùn)用 Moldflow 3D技術(shù)的高仿真求解器解析制品產(chǎn)生變形的原因，找出應(yīng)對方案，為企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)提供優(yōu)化及參考。

二、變形分析概述：

此產(chǎn)品要求較高，特別是產(chǎn)品的變形問題，此類產(chǎn)品的變形至今都很難找到準(zhǔn)確的應(yīng)對方法，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品變形較大，基本上都是超出公差范圍，客戶不能接受。那么交樣或批量生產(chǎn)該怎么進(jìn)行呢？

我想每個公司都有自己的方法，但問題不解決制品肯定會出現(xiàn)潛在的問題，例如應(yīng)力釋放（在一定的溫度下）的一天，釋放之后的產(chǎn)品將會出現(xiàn)變形。又或者制品的機(jī)械性能降低，在出現(xiàn)意外事故的過程中，產(chǎn)品的機(jī)械性能明顯下降致使產(chǎn)品斷裂等。 產(chǎn)品變形產(chǎn)生的原因有很多，歸根結(jié)底都是由于制品的收縮不均導(dǎo)致制品各區(qū)域的拉力大小不等的結(jié)果。應(yīng)對方案也有很多，通常解決制品變形的方法有：加筋位、調(diào)整冷卻液溫度、局部區(qū)域加減膠、改變澆口位置、改變分子(玻纖）取向、修改制品結(jié)構(gòu)、調(diào)整工藝等。

那么我們需要有針對性的對不同產(chǎn)品進(jìn)行分析，在分析時我們都會運(yùn)用相關(guān)的軟件進(jìn)行模擬，這里介紹一下Moldflow軟件，Moldfllow軟件里面有中性面、雙層面和3D這些網(wǎng)格類型，不同的產(chǎn)品應(yīng)該使用不同的網(wǎng)格類型，因?yàn)榉治龅臏?zhǔn)確性不一樣。即使選對了網(wǎng)格類型分析出來的變形結(jié)果有的仍和實(shí)際打出的產(chǎn)品相差較大，那么是什么原因?qū)е碌哪?？原因有：不可信的UDB、工藝設(shè)置、實(shí)際試模的機(jī)臺、水路和水溫等，在這里簡單的講一下材料的UDB文件，我們知道Moldflow材料庫中的部分UDB文件和大多數(shù)材料廠商所提更的材料UDB均沒有測試修正后的收縮，這樣的誤差最高可達(dá)到一半的比例，不過Moldflow作為注塑界的知名軟件分析出的結(jié)果肯定是和實(shí)際產(chǎn)品變形趨勢是一致的，能否將軟件運(yùn)用到實(shí)際當(dāng)中去，這就需要Moldflow工程師應(yīng)當(dāng)具備各方面的技能和經(jīng)驗(yàn)。

三、案例描述 ：

此產(chǎn)品為汽車安全帶固定件： 產(chǎn)品最大外形尺寸：70*45*63，產(chǎn)品平均肉厚：1.8~7.0mm，產(chǎn)品肉厚差異較大，因此采用3D網(wǎng)格分析，如圖1所示。材料：ABS+PA6-GF8 Terblend N NG-02 : BASF .此材料已做修正，質(zhì)量指示器為銀級，此材料可信度較高。 模具為一模兩件，由于產(chǎn)品量大，因此進(jìn)膠方式為冷流道隧道澆口進(jìn)膠，如圖2所示。

此產(chǎn)品雖有拐角，但不可使用雙層面網(wǎng)格含有拐角效應(yīng)的選項(xiàng)進(jìn)行分析，由于此產(chǎn)品的形狀、壁厚分部不均且壁厚變化較大已不符合使用雙層面網(wǎng)格的要求(在這里我用雙層面網(wǎng)格分析了一下，如圖3所示。分析出的變形高達(dá)4.5MM)，因此采用3D網(wǎng)格分析，分析出來的產(chǎn)品最大變形為1.18MM,如圖4所示。

我們對產(chǎn)品做了1.2MM的反變形，理論上試模出來的產(chǎn)品不會變形，但實(shí)際試模出來的產(chǎn)品仍有1.8MM的變形，通過調(diào)整各種工藝參數(shù)均無效，試模之后的產(chǎn)品如圖5-1、5-2、5-3所示

四、案例分析及改善方案：

此產(chǎn)品用Moldflow 3D技術(shù)分析，也已經(jīng)做了反變形，但實(shí)際試模出的產(chǎn)品仍有較大的變形。

1.澆口冷卻時間：

使用牛角進(jìn)膠在Moldflow軟件中模擬出來的變形為1.2MM,使用澆口大小為1.2MM,我們來看一下澆口的凍結(jié)時間，如圖6-1、6-2所示。

可以看到產(chǎn)品最后區(qū)域高達(dá)146S才可頂出，離澆口最近的區(qū)域也要近30S才可頂出，而澆口只需11S就可頂出，可見澆口冷卻過早，制品得不到充分的補(bǔ)縮，因此在頂出之后產(chǎn)品的收縮較大，導(dǎo)致產(chǎn)品變形也較大，那么在軟件里面的變形為什么保壓充分和保壓不充分產(chǎn)品的變形都是只有1.2MM呢？答案很明顯理論與實(shí)際不相符，實(shí)際所采用的工藝以及其他方面的問題都有可能會造成產(chǎn)品的變形。在這里要考察Moldflow工程師實(shí)際解決問題的能力。

2.填充壓力：

在制品填充的過程中壓力最好不要太大，較大的壓力會使壓力很難均勻的傳遞到產(chǎn)品的各區(qū)域，很有可能造成薄壁區(qū)域的快速冷卻，繼而阻止后繼壓力的傳遞，形成蝴蝶效應(yīng)。這種不良的效應(yīng)破壞性相當(dāng)大，會造成產(chǎn)品很多方面的缺陷。此產(chǎn)品噴嘴處的壓力及轉(zhuǎn)換時的壓力，如下圖7-1、7-2所示

上圖可以看到此產(chǎn)品的壓力并不大，因此此產(chǎn)品的變形不是壓力較所致。

3.解決方案：

我們知道對這個產(chǎn)品而言不論澆口位置移動到什么地方，玻纖經(jīng)過產(chǎn)品上側(cè)的流動及取向都是一樣的，因此移動澆口位置改變不了玻纖的取向。要解決此產(chǎn)品的變形只能將壓力降低和充分補(bǔ)料，同時不可將冷料帶到模腔中去，我們知道此材料特別容易在高溫下冷卻，澆口處很容易出現(xiàn)流延和冷料，繼而堵塞澆口。因此取消牛角進(jìn)膠取而代之為搭底進(jìn)膠，同時也可降低壓力。修改方案如圖8-1、8-2所示。

在這里制品仍做了1.2MM的反變形，澆口由原來的牛角進(jìn)膠改為現(xiàn)在的大水口搭底進(jìn)膠，分流道改為了S形，可防止主流道及分流道 的冷料進(jìn)入模腔。實(shí)際的試模產(chǎn)品如圖9-1、9-2所示，產(chǎn)品無變形

五、結(jié)論：

此產(chǎn)品雖然結(jié)構(gòu)較簡單，但變形問題嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的質(zhì)量并且很難解決。此類似產(chǎn)品的變形問題在注塑行業(yè)經(jīng)常出現(xiàn)，雖用了其它的一些方法生產(chǎn)，但始終解決不了根本性的問題，還浪費(fèi)了大量的人力物力。因此我們在模具設(shè)計(jì)階段一定要提前解決產(chǎn)品將來可能出現(xiàn)的缺陷問題，Moldflow 終究只是個軟件，并不能反映所有問題，因此需要工程師不斷的積累經(jīng)驗(yàn)，觀察試模出來的產(chǎn)品與模流分析結(jié)果是否一致，找出原因并不斷的對比以找到適合本企業(yè)的一個標(biāo)準(zhǔn)，作為企業(yè)寶貴的Know-How. 通過Moldflow的全面運(yùn)用，建立企業(yè)最寶貴的知識數(shù)據(jù)庫，這樣工程師的水平會迅速提高，企業(yè)的整體水平也會得到提升。

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