PA66GF汽车进气歧管工艺模拟及优化.pdfVIP

赵建华，等：PA66／GF汽车进气歧管工艺模拟及优化 23 PA66／GF汽车进气歧管工艺模拟及优化 赵建华 吴春艳彭晓东 (重庆大学机械工程学院，重庆4000414) 摘要运用相关理论和塑料充型凝固有限元模拟软件Moldnow对玻璃纤维增强尼龙66进气歧管的熔模型芯法 成型工艺进行充填流动过程数值模拟，在分析、比较了多组工艺参数方案(即不同的注射温度、模具温度和充填时 间)的数值模拟结果后，得到了优化的成型工艺参数，即注射温度为290℃、充填时间为3．9s、模具温度为80℃。 关键词 进气歧管 尼龙玻璃纤维 熔模型芯法数值模拟Moldnow 随着汽车工业的发展和节能、环保的要求，汽车 模型芯工艺和振动焊接工艺…。 零部件的轻量化成为目前汽车设计者的重要目标， 振动焊接工艺基本上是一种简单的摩擦焊，将 而增加树脂及其复合材料的使用量则是解决问题的 两种分开的热塑性零件压合后沿同一轴线以一定振 有效途径之一。汽车内外装饰件已经基本实现了塑 动频率做相对运动，使接触部分摩擦受热并熔化，振 料化，人们目前的注意力集中在金属结构件的塑料 动停止后形成焊缝，将两个零件焊接在一起。振动 件替代上，尤其是发动机周围部件更是成为塑料化 焊接工艺投资少、成本低，但由于存在气道部分内壁 的攻关目标。 未焊透等问题，焊缝仍为薄弱点，现阶段仅在柴油机 进气歧管是发动机周边的重要零件，国外早在 的进气歧管上得到应用。 20世纪70年代就开始研究树脂基复合材料汽车进 熔模型芯法也称熔芯注射成型技术，其工艺示 气歧管。与传统的金属进气歧管相比，树脂基复合 意图见图l。该工艺是用低熔点的金属(多用锡铋 材料进气歧管的优点为：①轻量化，可以减轻40％ 合金)制作注塑模具的型芯，作为嵌件安放在模腔 一60％；②零件数量减少，易于实现多零件的集成和 中，经注射成型、脱模后，再把制品放人特殊的热浴 整体成型；③提高发动机性能，由于复合材料管内表 中，使型芯熔化回收再利用H，5j。该技术的优点是 面的平滑性和低的传热系数而使吸人空气的温度降 较快的整体成型与生产率、较高的成品率，能成型形 低¨o。因此用树脂基复合材料进气歧管代替传统 J。 状非常复杂的中空零件，且产品质量稳定可靠M 的金属进气歧管已成为新的发展趋势。在欧洲、美 I属浇铸型芯l。l塑料l。l型芯l。l制件I一9”。 国和日本等国已经基本实现普通用车(主要是轿 I星釜萎壹怠H鎏葬卜懂慧l—I霸荐卜制品 车)采用塑料进气歧管坦J。我国的汽车进气歧管仍 图l熔模型芯注射工艺示意图 然以传统的铸铁或铸铝材料为主，部分汽车使用的 与振动焊接工艺比较，熔模型芯成型工艺具有 塑料进气歧管也主要依靠进口。因此，发展生产具 操作简单、产品质量稳定可靠等优点，故得到了广泛 有自主知识产权的塑料进气歧管及其生产工艺具有 的应用。 重要产业价值和广阔的市场前景。 2熔模型芯工艺设计及优化 1 塑料进气歧管工艺发展现状 笔者采用熔模型芯成型工艺为某汽车厂研制了 目前塑料进气歧管的材料主要使用尼龙(PA)／玻璃纤维增强尼龙66(PA66／GF)进气歧管，所用的 玻璃纤维(GF)复合材料。这种材料不仅具有较好 的力学性能、自润滑性、耐磨性、耐化学药品性、气体 (65／