刘晓东 吴军
（衢州学院机械工程学院，浙江 衢州 324000）
【摘 要】本文根据汽车活塞托架的结构及功能需求，设计了一套符合本活塞托架的注塑模具，并进行了相应的模流分析。从工艺角度明确了本模具中的型腔布置、分型面、浇注系统、顶出方式、冷却系统，并选择了对应的模架。通过Moldflow专业模流分析软件，对活塞托架的注射过程进行模拟，并获得了最佳注射口及判定了最易产生缺陷区域位置，有利于设计人员对模具后期改进提供相应的技术指导。
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关键词 汽车活塞托架；模具；设计；模流分析
0 引言
模具是各类产品的母体，是注塑、挤塑、冲压、铸造等各类工艺的重要成型部件。目前采用模具制造的各类工业产品已广泛应用于机械、电子、医疗、航天、船舶、汽车等相关产业。因此如何快速有效的设计模具，并对其成型工艺进行预判已经成为了模具设计制造的主要工作。
本文以汽车活塞托架为研究对象，利用UG详细分析其设计及充型过程。模型三维图如图1所示。
1 模具设计
针对活塞架的应用场合选择合适的材料，并进行收缩率设定，进行材料设定，本产品材料选择为PS，材料收缩率设定为1.006。对该项目进行项目初始化。如图2所示。
对汽车活塞托架进行定位，调整并固定坐标系方向，设定工件尺寸，对模型进行补面操作，创作分型线。系统将根据分型线创建分型面。根据分型面抽取实体的型芯和型腔区域，最后创建型芯和型腔。型芯三维图如图3所示。
根据模型尺寸及结构选择型号为LKM-SG的模架，尺寸规格为3030。选择相应规格的定位圈和唧嘴。根据模型尺寸和在模架中的安放位置设计顶出机构。
对模具进行冷却系统设计，本文主要以型腔部分进行设计。在型腔周围距离内壁5mm处设置冷却水道，成型效果如图4所示。
选择模具回复弹簧，其基本规格为E1530，并对模具上下压板进行定位槽构建，至此模具整体设计完毕，可以进行零件清单导出操作。
2 模流分析
模具的成型过程是一个动态变化过程，但是无法直接或者用仪器进行直接观察。因此，采用模流分析软件进行动态仿真分析成为了业界主要分析模具成型的重要手段，MOLDFLOW2010作为一款重要的模流分析软件，被广泛应用于模具产品成型分析。
首先根据零件结构及材料特性确定注塑工艺参数，螺杆转速20-30r/min，模具温度30-60℃，注射压力80-130MPa，保压压力40-60MPa，注射时间2-5s，保压时间15-40s，冷却时间15-40s。根据零件质量，选定注塑机型号为HT900。
确定浇注方式为单模单腔。对注塑产品进行网格划分，得到效果如图5所示。
根据软件自带的自动判定浇口功能，对活塞托架模型进行最佳浇口判定。根据判定，选择工件中心区域为浇注口。如图6所示。
对零件产品进行充型分析，如图7所示可知，产品顺序充型，中间部位优先充填，底部位置最后充填完毕。整体充型完毕时间为3.34秒。
为考虑注塑件产品的强度问题，特利用分析软件对产品的气穴、熔接痕进行分析。由图8、9可知，塑件的气穴主要分布其表面，但汽车活塞托架对表面的质量要求不高，因此对气穴和熔接痕的要求也不用很高。
3 结论
通过UG软件对产品进行造型设计及模具设计。设计了单模单腔的模具，选择了模具材料为PS，模架结构为LKM-SG，模架规格为3030，设计了顶出机构和冷却系统，同时运用模流分析软件对模具的最佳浇注口、充型时间、缺陷分布进行了分析，为进一步工艺生产提供了理论研究基础。
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参考文献
［1］何华妹．UGNX4注塑模具设计实例精解[M]．北京:清华大学出版社,2006．
［2］刘琼．塑料注射Moldflow实用教程[M]．北京:机械工业出版社,2011．
［3］徐灏．机械设计手册[M]．北京:机械工业出版社,2004．
［责任编辑：汤静］