王 鑫 ，杜林芳，王 静

(1.河南工程学院 机械工程系,河南 郑州 451191；2.河南机电职业学院 机械工程系，河南 郑州 451191)

近年来，模具设计与制造的手段不断改进，企业不仅广泛采用了CAD/CAM 技术，也越来越多地采用了CAE技术[1].CAE软件Moldflow提供了从制品设计到生产的完整解决方案，在模具设计与制造前，利用有限元原理为模具的浇口位置和流道平衡设计提供了依据，以便设计者能尽早发现问题并及时进行修改[2].本研究针对塑料笔架和肥皂盒的模具设计，利用Moldflow软件确定了合理的浇口位置和流道设计方案，按照模具的设计原则和制造要求，成功地设计了该模具.

1 塑件结构和CAE建模

2个塑件使用PRO/E软件建模后，结构如图1所示.测量出肥皂盒的外形尺寸为177 mm×90 mm×61 mm，笔架的外形尺寸为140 mm×100 mm×26 mm，塑件壁厚为2.5 mm，有一定的脱模斜度.设计要求为一模成型，材料为ABS，密度为1.05 g/cm3.为了满足模具设计和CAE分析并行的设计要求，接受产品后，在Moldflow中分别建立产品的有限元模型，如图2所示.产品模型采用双层网格，网格匹配率都达到95%以上.

图1 产品结构Fig.1 Product structure

图2 产品有限元模型Fig.2 Finite element of product

2 确定收缩率、浇口位置和型腔布局

为了优化模具型腔的尺寸，利用塑件的有限元模型，运用Moldflow收缩分析，确定合适的收缩率.经分析得到2个塑件各个方向的收缩率,如表1所示.参照上述各方向的收缩率，最终设计了模具的型腔尺寸.

表1 收缩率分布Tab.1 Shrinkage distribution

为了找到合适的浇口位置，利用Moldflow软件分别对2个塑件进行浇口位置的分析，分析结果如图3所示.但考虑到2个塑件要一模成型，为了便于加工和布局，最终决定笔架的浇口位置选择在长度方向中点处，该处的最佳浇口位置值为0.59左右；……