传统的注塑工艺主要依靠设计者的经验，不能保证模具的质量，因此需要进行反复修改才能达到要求，费时费力。随着CAM/CAD/CAE的发展，模具工业得到了较快的发展。本文利用Pro/E中的塑料顾问分析电插座上盖的注塑，以此帮助改进注塑模具中所存在的问题。

Pro/E是美国参数技术公司（Parametric Technology Corporation，简称PTC）的计算机辅助制造软件，在三维造型软件领域中占有着重要地位。Pro/E作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广，是主流的模具和产品设计三维CAD/CAM软件之一。

2 注塑品的工艺分析

2.1 塑料顾问

塑料顾问（Plastic Advisor）是Pro/E中的一个CAE（计算机辅助分析）程序，主要是用来分析注塑材料在注塑过程中的流动状态和温度的分布等，可以使用户直观的看到熔接痕、热缩性及气泡的位置，及时了解产品各部位的温度、压力的变化。在塑料顾问中，用户可以根据需要选择注塑材料，改变注塑参数。

2.2 注塑工艺分析

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图1 电插座上盖模型

从图1可以看出，电插座上盖有四个插孔，边缘有圆角。该产品要求硬度高，外部质量好。因为为批量生产，故采用一模四腔的生产方法。电插座外壳采用材料为ABS，其硬度高，流动性好，易于成型。

考虑到型腔安排，减少热能与压力丧失，故采用短的流程。同时保证排气顺畅，保证外部质量，避免嵌件位移和型芯变形，故采用侧浇口进料。采用图2所示的浇注流道。

                     图2 浇注流道

3 基于Plastic Advisor的注塑流动分析

在Pro/E中，选择“Application”（应用程序）命令，再选择“Plastic Advisor”（塑料顾问）项目，进入塑料顾问的操作界面^[1]。打开“Parameters”（成型参数）对话框。选择“Select Material”（选择材料）选项卡，在“Commonly Used Materials”（常用材料）一栏中选择“ABS/PC Generic Estimates: CMOLD Generic Estimates”（ABS/PC材料）^[2]。

3.1 浇口位置分析

在Plastic Advisor（塑料顾问）中，打开“Analysis Selection”（分析选择）对话框，并选择“Select an analysis aim”（选择分析目标）菜单中的“Gate Location Analysis”（浇口位置分析）项目，单击“Start”（开始）按钮，塑料顾问开始对模具进行注塑的分析、计算。分析结果用色谱图反映出来^[3]，见图3所示。

图3 流动变化分布情况

分析结束后，系统返回塑料顾问操作界面，如图4所示：浇口最佳位置在制件中心深蓝色部位，由于本设计是一模四腔，造成模具结构复杂，所以采用在制件侧边较好位置（浅蓝色部位处）采用侧浇口成型制作。

图4 浇口位置分析

3.2 塑料流动性的分析

在“Analysis Selection”（分析选择）窗口中选“Plastic Flow Analysis”（塑料流动分析）项目，塑料顾问软件开始对模型进行自动填充，绿色表示流动性最好即填充状况较好，黄色次之，红色较差。通过分析得到的图像可查看模流的迟滞、竟流效应和潜流现象，检测失衡流动及过保压，并提供相应解决方案^[1]。如图5所示，从“Confidence of Fill”（填充状况）检查结果可以看到工件颜色全部呈现绿色，说明填充状况良好。

3.3 冷却质量的分析

分析完成后，系统弹出“Result Summary”（结果预览）窗口，窗口显示的是注塑时的变化情况，如图6所示。

图6 冷却变换

在塑料顾问操作界面上的结果类型列表框中选取“Cooling  Quality”（冷却质量）选项，系统在零件上以不同的颜色表示各部分的冷却质量，冷却质量是注塑件在注塑过程中可能出现的质量问题，分析结果如图7所示。

图7 冷却质量分析

综上所述，发现在工件边缘及浇口位置冷却效果很差，上盖中间部分的冷却效果不错，我们在之后的工作中需要注意边缘及浇口位置的冷却。

3.4 缩痕分析

缩痕分析是对注塑件在冷却过程中的收缩进行分析，模拟可能出现的收缩问题。在塑料顾问操作界面上的结果类型列表框中选取“Sink Mark Shade”选项，系统在零件上以着色显示各部分的缩痕，如图8所示。

图8 缩痕分析状况

如图8所示，在电插座边缘及浇口位置有轻微蓝色带，形成了细微缩痕，但由于十分轻微，所以对工件成型没有影响。

4 开模仿真

通过 Pro/E 的开模命令（mold opening）对模具进行分模，可以检查模具在开模时是否有干涉现象。对该塑料制品进行分模，可以看出该制品无干涉现象，如图9所示。

图9 电插座上盖开模

5 结束语

利用Pro/E软件中的塑料顾问模块，可以对产品的注塑工艺进行分析，可以合理的选择注塑模具的浇口位置，选定产品所使用的材料，并设定注塑的初始参数，塑料顾问可以得出合理的成型参数；模拟注塑的充模，判断是否填充合理；计算注塑的温度变化、压力变化、冷却时间，预测由于冷却速度不同而产生缺陷（收缩、熔接痕和气泡）的位置和数量等^[4]。利用塑料顾问分析得出的参数和模拟结果，进行模具生产前的改进，这样可加快模具生产速度，降低成本，提高产品质量。

参考文献

[1]董海东.基于Pro_E塑料顾问的手机前盖注塑成型工艺分析[J].塑料科技,2010,38(9):58-61.

[2]贾长明,张广兴.基于Pro/E的快餐碗热流道模具设计[J].天津理工大学学报,2010,26(2):77-79.

[3]余强,陆裴.Pro/e模具设计基础教程[M].北京:清华大学出版社,2005.

[4]方军,李兵,龚燕萍,魏斯亮.基于Pro/E塑料顾问分析的塑料盒盖注射模具设计[M].华东交通大学学报,2013,30(1):87-90.

作者简介

侯磊 （1992-） 男 硕士研究生在读  研究方向：机电液控制与自动化