佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司
前言
模流分析技术能够为电饭煲上盖注塑模的设计提供良好的解决方案，通过对各项具体参数的控制，能够设计出符合产品基本要求的模型注塑设计研究过程。本文对电饭煲上盖注塑模制品设计中采用模流分析的必要性进行了探讨，并对其结构设计参数进行了有效的调整，使其能够满足基本的设计要求，也对注塑机的选型以及模具结构进行了设计分析，提高了产品设计的有效性，使其能够保持较为良好的设计效果，为今后的工作提供了良好的设计技术支持。
1.电饭煲上盖注塑模制品设计中采用模流分析的必要性分析
在电饭煲的上盖注塑模制品的分析过程中，对该塑件的外观要求较高，表面质量以及几何尺寸表现较为复杂，其中分型面的设计在其边缘处，呈现的是梯形状的排布规则，因此设计难度较大，难以形成规范的设计模式。在传统的模具设计过程中，周期较长，需要不断的经验重复实验，并且也难以保证设计质量。随着模流技术的出现，为电饭堡上盖注塑模型设计，提供了良好的解决方案，其主要原理是以流变和传热学作为理论基础，并结合数字模型，在模具的流通过程中呈现数字化，可视化处理模式，能够大大降低设计难度，在设计的过程中能够兼顾压力、速度、温度等各个物理量，为电饭煲的上盖设计提供的良好的解决方案。
2.设计参数结构分析
2.1 电饭煲上盖模型分析
在实际的设计过程中，以某规格型号的电饭煲上盖模型为例，该电饭煲上盖模型主壁厚度保持在2mm左右， 几何尺寸较大，结构较为复杂，并呈现梯形状分布，由于是非直角设计。因此设计难度较大，并采用一腔一模的主体结构设计模型，内外设置卡扣以及抽芯机构也有一定设计难度。另外，该塑件作为小家电的外观设计，对成型表面要求较高。为了能够达到指定的强度和韧性，并达到电饭煲食品安全等级的设置要求，需要采用聚丙烯作为成型材料。其主要工艺参数如表1，聚丙烯工艺参数。
2.2 模流技术分析
在三维模型塑件设计过程中，需要利用UG软件将其设计文件以igo的格式导入到CAD doctor软件中， 并按照相关要求对零件模型进行必要的修复工作，也要采用简化模式，最终将文件导入到Moldflow MPI进行下一个步骤的处理过程，并将文件图形其进行必要的网格划分，并用计算机进行渲染，结合计算机填充时间对结果进行分析。采用时间较短的填充方案，因此需要采用该模式进行必要的填充处理工作，以获得较为理想的填充条件。能够达到良好的设计效果[1]。
2.3 浇筑口的位置分析
为了能够达到较为理想的浇筑效果，在进行浇筑过程中，需要确定高级浇筑口的位置信息，采用定位器法和浇口区域定位器法，对浇筑口的位置进行必要的确定，经过综合分析发现，整个模具的中心内院区域为最佳浇口位置，因此，为了保持塑件的几何结构，需要采用中心进浇设计，经过对比研究确定浇口位置在塑件中心区域时候。边缘部分熔料的填充过程较为迅速，且材质分布均匀，时间段温度变化较小，对于一次成型的质量的有着较高的保障。
2.4 模具的填充设计分析
为了能够达到良好的模具填充效果需要采用一模一腔的结构设计，根据浇口形式包括点浇口和直接浇口，在点浇口模式下，需要采用的三板模结构设计，其有着较高的模具的制造成本，表面的塑料可以自动进行脱落，打造良好的表面光滑度。直接浇口的模具设计具有较低的成本，但是在浇口处具较为明显的凝料现象，需要额外的助力将其记性切除。根据综合对比，点浇口更加适用于塑件的浇筑，因此被选用。根据浇口的位置和前期分析结果，需要采用美国的DME标准库模型架构，最基本型A3模型进行有效组合，采用规格参数为450mm×500mm，并根据相关的模架结构进行必要的网格划分，从而达到良好的浇筑效果[2]。
3.注塑机的选型分析
为了达到良好的注塑效果，需要根据材料选用具有优良性能的注塑机，从而能够有效满足对注塑的基本要求。经过综合对比选择型号为JPH150B的注塑机，其性能参数如表2。
---锁模力/kN顶出行程/mm
620125150020
4.模具结构设计分析
4.1 浇注系统的结构设计
为了能够达到良好的浇筑效果，需要注塑模具的浇注系统进行系统有效分析，并采用中心点浇口模式进行浇筑，该浇筑系统能够形成较为良好的截面，对其进行精细加工，从而获得准确的数据参数，且具有相对平滑的表面积。并根据塑件的形状对浇口位置进行灵活的调整，并能够有效的去除浇口塑胶，也能过根据实际需要对浇口位置进行重新设计，从而对冲模条件进行控制，获得较为理想的浇筑模块。该系统采用平衡式布置，能够对其形状、大孝尺寸等各个参数进行准确控制，获得良好的参数支撑。能够保持良好的物理参数条件，将翘曲件的发生概率控制在较低的水平，也增加了冷料拉出通道设计，降低了冷料堆积风险。
4.2 型芯腔的设计分析
型芯腔也称作凹模，在进行设计的过程中可以采用成型塑件的方式进行定模安装，确定相应的尺寸大小，并结合塑件表面实际情况就进行位置的确定。进行加工的过程中可以采用整体式设计以及分体式设计方式，从而能够获得较为良好的加工条件。根据对比，整体加工结构较为坚固但是在增加了设计和浇筑成本，良品率不高。因此在进行的设计过程中，可以采用的组合拼装式结构设计，对其进行必要的结构设计，兼顾整体式和组合式机构优点，逐步完成对塑件结构的有效设计，从而达到理想的设计效果[3]。
4.3 侧向分型和抽芯结构设计要点分析
在进行注塑的过程中，会经常出现外侧进凸起和内测凹槽等现象，如果进行开模修复势必会对塑件造成不可避免的损害，因此在实际的修复阶段，需要采用侧向分型以及抽芯机构，对其进行的必要的修复，该类机构一般分为3个种类，其中分别有侧抽芯机构，手动机构以及液压气动机构。塑件的设计的过程中有圆角，因此需要采用相应的抽芯机构，并对外形进行分析，通过在合模的过程制定的固定销，使其能够对出现问题塑件进行必要的修复，获得良好的塑件分离效果。
4.4 冷却和脱模机构的设计分析
在进行模具浇筑后期设计阶段，需要结合模具以及塑件大小对其进行必要的冷却处理，其冷却水道的直径一般为10mm左右，并根据相应模具确定水道的综合布局，以顶出和斜顶等为主要结构，并考虑成型窗口和填充的分析结构进行排布，使其能够在较短的时间内完成对模具的冷却处理，使塑件达到的理想的状态和条件。在进行冷却后，需要按照相关设计工艺，并结合塑件的特点对其进行必要的脱模处理，在该模式中，采用的是一级脱模结构将其顶针固定在规定的板上，在进行脱模的进行中，需要顶针托板带动塑件结构将其推出，完成相应的脱模过程。并结合的相应的工序对其进行后期处理，获得较为准确上盖配件[4]。
5.总结
总之，在进行电饭煲上盖注塑模的设计研究过程中，需要基于模流分析技术进行实现，首先需要对设计技术参数进行必要的研究和分析，并对电饭煲上盖模型数据参数进行研究工作，确定浇筑口的位置，选择合适的模具的填充方案，还要对注塑机型号进行有效的选择，并结合浇注系统的结构，实现侧向分型和抽芯结构设计，实现冷却和脱模的良好效果，为电饭煲上盖的产品设计提供必要的工艺支撑。
参考文献：
[1]潘俊宇, 匡唐清, 赖德炜,等. 模流分析在电饭煲底座模具设计与工艺优化中的应用[J]. 塑料科技, 2017(10):90-95.
[2]查东, 匡唐清, 刘文文,等. 模流分析在电饭煲上盖注塑模设计中的应用[J]. 塑料, 2017(3):103-108.
[3]潘建新, 潘祎. 基于模流分析技术的高光双色塑件成型工艺研究[J]. 模具制造, 2017(8):42-45.
[4]杨凯程. 一种电饭煲把手注塑模具的设计[J]. 现代制造, 2017(33):160-161.
论文作者:黄东江
论文发表刊物:《科技尚品》2018年第10期
论文发表时间:2019/7/18
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