重庆塑料检查井注塑模具型腔结构分析及优化

2018-01-26       浏览量：44       发布者：

    重庆塑料检查井是广泛应用于市政管网建设的大型塑料管件，因其具有便于施工、成本低、使用寿命长和抗渗性好等优点，使国内外学者对塑料检查井展开了深入的技术开发和应用研究工作。张伟分析了不同的结构和填埋深度对检查井刚强度的影响；魏春良对塑料检查井结构的刚强度进行了计算，并对检查井模具结构设计进行了研究；谭文胜利用Moldflow软件对大型塑料检查井进行了注塑流动分析；饶勤波研究了汽车冲击载荷下的检查井残余应力及残余变形计算方法。目前，国内外针对大型塑料检查井的研究主要集中在结构性改进及工艺性能分析等方面。
    由于模具型腔刚强度是影响注塑件成形质量的主要因素[8]，故型腔参数的选择是提高塑料检查井模具型腔刚强度的关键技术问题。本文采用ANSYS软件和正交试验设计方法，研究了模具底部壁厚、周围壁厚、注射压力三种参数对塑料检查井模具型腔刚强度的影响，并进行了模具型腔参数优化组合设计。
    1 模型分析
    1.1 三维模型
    大型塑料检查井的井座注塑模具一般采用具有较强综合性能的40Cr钢材，其特性见表1。根据某大型塑料检查井系列产品，选取如表2所示的井座尺寸数据，并利用Pro/E软件进行三维建模 。
    1.2 有限元分析模型
    有限元分析步骤如下：
    （1）利用Pro/E软件建立井座模具型腔模块，并将模型以.x_t格式储存；
    （2）将模型以.x_t格式导入ANSYS软件中进行有限元分析；
    （3）材料属性设置见表1。根据模具特点，采用solid187实体单元网格划分，并通过自动网格划分和局部优化处理的网格划分方法建立有限元模型；
    （4）以注射压力为60 MPa为例，对模具进行载荷施加。经查阅资料，锁模力为10 000 kN。