針對傳統(tǒng)模具設(shè)計的弊端，提出了采用模流分析技術(shù)對模具進行優(yōu)化設(shè)計的思想。以Pro/E塑料顧問為平臺，以塑料盒蓋零件為實例，對其澆口位置進行計算機模擬分析，并在此基礎(chǔ)上對塑料產(chǎn)品進行注射成型工藝模擬分析。綜合分析結(jié)果有針對性地優(yōu)化模具設(shè)計方案，避免了設(shè)計中的盲目性，提高了塑料產(chǎn)品的成型質(zhì)量，減少了缺陷的產(chǎn)生，降低了生產(chǎn)成本，縮短了生產(chǎn)周期。

　　隨著計算機軟硬件的迅猛發(fā)展，模具CAD/CAE/CAM技術(shù)已經(jīng)在眾多模具企業(yè)得到推廣和應(yīng)用，然而很多模具企業(yè)僅停留在CAD/CAM的簡單結(jié)合階段，即用三維軟件將客戶提供的產(chǎn)品零件圖進行三維建模，并自動轉(zhuǎn)換成模具型芯、型腔，以及對模具零件進行數(shù)控編程加工[1-5]。而利用CAE技術(shù)進行模流分析來輔助模具設(shè)計的較少，還是沿襲傳統(tǒng)模具設(shè)計手段，十分依賴技術(shù)員的豐富經(jīng)驗，模具通常經(jīng)過反復(fù)的試模和修正才能投入生產(chǎn)，模具的設(shè)計水平低，周期長，產(chǎn)品更新?lián)Q代慢以及成型工藝參數(shù)不穩(wěn)定等制約著模具工業(yè)的發(fā)展。

　　以塑料盒蓋為例，采用Pro/E軟件自帶的塑料顧問(Plastic Advisor)模流分析模塊對盒蓋零件進行模流分析，并利用塑料顧問提供的分析結(jié)果來指導(dǎo)Pro/E的模具設(shè)計。實踐證明，該模具設(shè)計方案體現(xiàn)出來的優(yōu)越性、可操作性，縮短了模具設(shè)計與制造的周期，提高了塑料產(chǎn)品的質(zhì)量，降低了成本，從而提高了企業(yè)的市場競爭力。

1、塑件結(jié)構(gòu)特性分析

　　塑料盒蓋的外形如圖1所示，其尺寸為160 mm×100 mm×25 mm，塑件含有4個側(cè)凹，4個定位鎖緊螺釘柱，螺釘柱上均布著厚度為1 mm的4個加強筋。塑件配合處有精度要求，表面要求光潔平整，無縮孔、飛邊及毛刺。材料為丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)，其流動性好、強度高，易于成型。采用注射成型工藝，收縮率取0.5﹪。塑件的最大壁厚為3 mm，最小壁厚為1 mm。

圖1 塑料盒蓋塑件

2、用塑料顧問進行模流分析

　　塑料顧問是Pro/E中自帶的一種模流分析模塊，它具有強大的分析、計算和動態(tài)模擬功能。利用塑料顧問可以直觀地觀測到塑料熔體的流動情況、塑件的填充狀態(tài)、注射壓力變化情況、溫度變化情況等，可隨時選擇、設(shè)定及修改工藝參數(shù)、材料型號和澆口位置，自動選擇注射相關(guān)參數(shù)，使設(shè)計者創(chuàng)造性理念得到快速驗證，將問題消滅在設(shè)計初始階段，提高了一次試模的成功率，其結(jié)果對優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)和注塑工藝參數(shù)的選擇有著重要意義。

　　2.1、澆口位置分析

　　澆口位置直接影響塑件熔體在模具型腔內(nèi)的流動，選擇合理的澆口位置在注射模具設(shè)計中十分重要，注塑制品質(zhì)量可通過澆口位置的優(yōu)化而得到顯著提高。最佳澆口位置(Gate Location)是塑料顧問中用于分析最佳澆口位置區(qū)域的分析選項，可為設(shè)計分析過程找到一個初步的最佳澆口位置，即Gate Location的分析結(jié)果可為進一步進行完整的流動分析提供一個參考的澆口位置，該澆口位置可能不是最終設(shè)計結(jié)果，但對模具設(shè)計卻有很好的參考價值。

　　在Pro/E Wildfire 4.0 中打開要分析的零件，選擇“應(yīng)用程序”菜單，單擊“Plastic Advisor”，進入塑料顧問操作界面，進入“Analysis Wizard”(分析向?qū)?后選擇分析類型為“Gate Location”。選用材料為ABS，設(shè)置充模流動分析的成型條件為：模具溫度為60 ℃，熔體溫度為230 ℃，最大注射壓力為180 MPa，其他工藝參數(shù)接受系統(tǒng)默認設(shè)置。完成分析前處理后，計算機開始對塑件進行合適澆口位置計算分析，結(jié)果如圖2所示�？梢钥闯�，澆口設(shè)置在塑件的中心位置。

圖2 最佳澆口位置

4、結(jié)語

　　利用Pro/E軟件中的塑料顧問模塊的模流分析技術(shù)可以優(yōu)化模具設(shè)計，能夠把制造中將會產(chǎn)生的問題在設(shè)計階段就得到有效解決，為模具設(shè)計及成型工藝提供合理的參考，最終縮短塑料模具設(shè)計制造的周期，提高塑料產(chǎn)品的質(zhì)量，降低成本，從而增加企業(yè)的市場競爭力。實踐證明，該模具結(jié)構(gòu)合理，運行可靠。經(jīng)一次試模后，塑件質(zhì)量優(yōu)良。