张琰

（江苏联合职业技术学院无锡交通分院，江苏无锡 214046）

翘曲变形是塑件成形中十分常见的产品缺陷，随着塑料制品的外观和性能要求的不断提高，对翘曲变形的控制提出了更高的要求。CAE 技术在翘曲变形的预测方面已经取得了良好效果，通过模拟分析，能够准确预测出制品的翘曲结果，为翘曲变形的分析提供了方便有力的工具。根据预测结果，在模具设计阶段就进行有针对性的调整，从而获得高质量的制品，不仅节约了开发时间和成本，还将提高产品质量。

1 塑料制品产生翘曲变形的原因

制品注射成形过程中冷却系统的设计不合理，脱模后制品的冷却不均匀，分子的流动取向引起熔体在平行流动方向和垂直流动方向的收缩率不一致以及注射过程中的收缩不均匀，最终都会导致产品发生翘曲变形。

2 塑料制品翘曲变形实例分析及优化

2.1 制品结构分析

该零件为某公司开发的一款汽车转向灯支架，如图1 所示。该产品具有一定强度，有较高的尺寸精度和装配精度要求，产品外形不对称，外轮廓尺寸为长205.87mm，宽96.02mm，高64.88mm。虽然制品结构比较复杂，但厚度基本均匀，平均壁厚为1.9mm。

图1 零件产品图

2.2 制品翘曲变形分析

根据UG 建立的塑件模型，对制品的翘曲变形进行了模拟，详细结果见图2。

图2 制品翘曲变形模拟结果

根据以上模拟结果可以了解到：

（1）图2（a）为制品总的翘曲变形，达到1.035mm；

（2）图2（b）为冷却不均匀所引起的翘曲变形，可以看到该部分变形量很小，可以忽略不计；（3）图2（c）为收缩不均匀所造成的翘曲变形，达到0.9841mm；（4）图2（d）为取向不均匀造成的翘曲变形，变形量也达到0.7162mm；

（5）图2 （e） 为制品角效应造成的翘曲变形，变形量为0.5620mm。

根据以上分析可以得出结论，收缩不均匀是该制品产生翘曲变形的主要原因。接下来将以降低制品的翘曲变形为目标，优化制品的注射成形工艺参数。

2.3 制品翘曲变形优化

注射过程中的工艺参数特别是保压曲线对收缩不均匀有直接影响，通过增加注射过程的保压时间来降低收缩不均匀引起的翘曲。改进后的翘曲分析结果见图3。

图3 改进前后的保压曲线对比

如图4 所示，与保压参数改进前相比，由于收缩不均匀引起的翘曲变形由0.9841mm 降低到0.8696 mm，变形量减少了11.6%；由于取向不均匀引起的翘曲变形量由改进前的0.7162mm 降低为0.6135mm；角效应造成的翘曲量由改进前的0.5620mm 降低为0.4472mm；制品总的翘曲变形量更是由1.035mm 降低到0.8550mm，降低了17.4%，已经属于制品允许的范围。因此，改进后的工艺参数曲线是合理的。

图4 改进后的翘曲变形结果

3 结论

本文利用CAE 技术对注塑制品成型后的翘曲变形进行了分析，发现制品产生翘曲变形的主要原因是收缩不均匀，利用改变优化成形工艺和增加保压时间的方法，将制件总的翘曲变形量从1.035mm 降低到0.8550mm，共减少了17.4%，从而提高了制品质量。此研究为制品在实际注塑生产中避免各种缺陷提供了一定的理论依据，具有重要意义。