图2 变形预补偿原理图
2.2 变形数据的测量
变形数据来源，既可以对注射样件进行测量，也可以借助有限元软件分析计算。前者数据可靠，但成本较高;后者成本低，但数据的可靠性取决于有限元软件的分析精度。随着计算机硬件与软件的飞速发展，有限元软件的数据处理精度不断提高。目前，借助于注射模CAE软件测量制品变形数据的案例越来越多。
图3 制品径向收缩变形曲线图
图3为制品径向收缩变形曲线图，制品径向的平均收缩率为
= 0.64%
制品轴线方向上的平均收缩率为0.5%。
图4 叶片前、后沿变形数据曲线
风扇叶片为双三次B样条曲面，由一条封闭的三次B样条曲线(截面曲线)沿两条引导曲线(即沿前、后沿B样条曲线)扫描而成。叶片翘曲变形的数据测量也正是基于前、后沿引导曲线来进行的。结果如图4所示。从测量结果分析，叶片前沿向下翘曲变形，后沿向上翘曲变形。
2.3 变形预补偿模型的生成
收缩变形的预补偿可以直接通过注射模CAD软件来实现，操作简单。对翘曲变形的预补偿的处理相对复杂一些，需要根据翘曲变形的大小与方向对两条原始的引导曲线进行逆向补偿，生成新的预补偿曲线。制品发生变形后，引导曲线上的点的位移是空间位移，坐标值不仅是竖直方向上(z向)了发生了变化，而且在水平方向上(x、y向)也发生变化。
为了简化处理过程，现将叶片引导曲线上的点在水平方向的坐标变化归结为收缩变形，竖直方向的坐标变化归结为翘曲变形。所以，生成新的引导曲线时，只需要变动引导曲线上的z坐标。由于忽略了制品内、外圈的翘曲变形，从而也就忽略了叶片两端的翘曲变形，即可认为构造叶片曲面的截面曲线是没有变形的，并不需要对其进行变形预补偿。
变形预补偿后的模型见图5，图中深色的为原始的CAD模型，浅色为变形预补偿后的CAD模型。两者在叶片以外的其他区域是重合的，只需要在利用CAD软件在分割模具型腔与型芯前，在模型径向设置0.64%的缩水率和在轴向设置0.5%的缩水率即可。
图5 制品变形预补偿模型
3 风扇注射模具设计
风扇模具的设计工作是应用UGII软件的Moldwizard模块来完成的。当对预补偿CAD模型的缩水率设置好后，即可构造分模曲线与分模曲面，对型腔进行体积分割。选用Moldwizard模块提供的标准模架，添加顶料杆、定位环、主流道衬套、导柱、复位杆等，再开设冷却系统与浇注系统。完成后的风扇注射模具装配图如图6所示[2]。
图6 风扇注射模具装配图
1.定模座 2.定模固定板 3.制品 4.定位环 5.主流道衬套 6.型腔 7.冷却水道 8.顶板 9.导套 10.导柱 11.支撑块 12.复位杆 13.顶杆固定板 14.顶杆底板 15.动模座 16.顶杆 17.型芯 18.动模固定板
4 小结
利用收缩变形和翘曲变形同时进行了变形预补偿的模型再次设计并制造出的模具，试模时间大大缩短，且背离尺寸较前一次模具成型的制品大幅减少。仅经过两次小幅修模便通过了客户的质量审核，制品合格率为99.5%。
在成型物料与注射工艺条件都确定的情况下，变形预补偿不失为降低注射制品变形的一种有效方法。
参考文献
[1] 左大平等.关于PA66/GF30制品翘曲变形的研究.工程塑料应用.2005，12:21~23.
[2] 左大平等.CAD技术在风扇注射模具设计中的应用.模具工业.2006.02:06-08.