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型腔的填充時(shí)間略大于右邊。這主要是由于衣夾反面有一個(gè)寬度定位塊(見圖1(b) 所示) 更靠近澆口的原因。圖3 中的填充時(shí)間差為0. 20～0. 25s ，占總填充時(shí)間的21 %～27 % ， 說明有比較明顯的澆注系統(tǒng)不平衡現(xiàn)象。

對(duì)這個(gè)幾何模型， 經(jīng)改變不同參數(shù)做了較多的模擬仿真，發(fā)現(xiàn)了一些問題。首先，利用BGV 值改變澆口直徑時(shí)， 發(fā)現(xiàn)這種方法的平衡效果并不明顯。

其次， 在所有澆口直徑和長(zhǎng)度均為1mm條件下將一級(jí)分流道改為直徑φ10mm時(shí)對(duì)澆注系統(tǒng)的平衡效果更明顯。由此可見，依據(jù)BGV 值進(jìn)行澆口平衡的方法確實(shí)比較粗略， 有必要用其他方法(如CAE技術(shù)) 進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)； 同時(shí)， 也看出對(duì)于圖中這種一條一級(jí)分流道接多條二級(jí)分流道的不平衡澆注系統(tǒng)， 兩分流道截面積差值偏大有利于澆口平衡。這主要是保證了一級(jí)分流道的壓力損失不要太大， 使得各二級(jí)分流道的工作壓力盡可能相近， 這自然就使得澆注系統(tǒng)平衡了。

(2) 基于理論計(jì)算，借助CAE分析改進(jìn)澆注系統(tǒng)平衡的分析過程。表1 是依據(jù)3. 4 節(jié)和3. 5節(jié)所敘述的基于塑料熔體流變學(xué)理論計(jì)算的數(shù)值， 并借助于CAE 技術(shù)模擬仿真驗(yàn)算， 最終確定的平衡澆注系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)。表1 列舉有4 種模擬條件， 分別為： ①非平衡澆注系統(tǒng)，基于3. 4節(jié)和3. 5節(jié)計(jì)算結(jié)果， 分流道均為圓形，一、二級(jí)分流道的直徑分別為φ9. 4mm和φ5. 2mm，澆口的直徑和長(zhǎng)度均為1mm；②平衡澆注系統(tǒng)， 在①的基礎(chǔ)上將澆口5、6、7 的直徑分別改為φ0. 8、φ1. 0mm和φ1. 2mm； ③平衡澆注系統(tǒng)，在②的基礎(chǔ)上將一級(jí)分流道截面改為梯形，截面參數(shù)為B = 1. 14D = 11. 4mm， H = 0. 76D = 7. 6mm，二級(jí)分流道截面改為半圓形加矩形的組合流道形式， 因?yàn)槿舭窗雸A形截面， 其參數(shù)R = √2 R1 =3. 6mm，但考慮到加工的方便，將R 取3mm，然后深度增加1mm的組合方案； ④平衡澆注系統(tǒng)， 在③的基礎(chǔ)上將二級(jí)分流道改為半圓形截面， 半徑R取3mm。

從表1 和圖4～圖7 的模擬分析過程和結(jié)果可以看出以下幾點(diǎn)：

(1) 基于理論計(jì)算再轉(zhuǎn)入CAE分析可減少分析次數(shù)。
(2) ②～ ④的模擬表明， 澆口平衡后，澆口5對(duì)應(yīng)型腔的填充時(shí)間要明顯多于澆口7的型腔填充時(shí)間，說明BGV值的平衡是有效的。
(3) ④的模擬說明，BGV值計(jì)算的平衡參數(shù)較粗略，有必要借助于CAE技術(shù)提高平衡精度。
(4) 按面積相等原則從圓截面換算到其他截面的方法基本可行， 但對(duì)熔體的填充行為會(huì)有少量的影響。
(5) ①和④的模擬均說明一、二級(jí)分流道的截面積差大對(duì)澆注系統(tǒng)的平衡有利。

5 結(jié)束語

以注射成型工藝中非平衡澆注系統(tǒng)為研究對(duì)象，以塑料流變學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)，通過一個(gè)典型的非平衡澆注系統(tǒng)案例，探討了其澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理和方法，并采用CAE技術(shù)對(duì)所設(shè)計(jì)的澆注系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，并驗(yàn)證了設(shè)計(jì)結(jié)果。通過以上分析可以看出：

(1) 以流變學(xué)理論為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)，使設(shè)計(jì)過程的隨意性得到了較大的約束。
(2) 借助于CAE分析輔助設(shè)計(jì)使得設(shè)計(jì)結(jié)果的可視性、定量化、虛擬化等效果得到了加強(qiáng)，設(shè)計(jì)的參數(shù)可信度更好。
(3) 以BGV值平衡澆注系統(tǒng)的方法可行，但平衡的效果不一定精確，最好配合CAE輔助設(shè)計(jì)。
(4) 對(duì)兩級(jí)流道的非平衡澆注系統(tǒng)， 一、二級(jí)流道的面積差偏大有助于澆注系統(tǒng)的平衡。
(5) 澆注系統(tǒng)的平衡是一個(gè)復(fù)雜的問題，影響因素較多，有必要深入研究。
(6) 非平衡澆注系統(tǒng)人工平衡設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮幾何參數(shù)平衡法，因其調(diào)整范圍較寬，其次考慮工藝參數(shù)平衡法。

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