模流分析畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　高質(zhì)量注塑制品的獲得，是以優(yōu)秀的制品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)和注塑成型工藝為前提。注塑制品的許多缺陷(如熔接痕、短射、制品變形等)皆與熔體在模具中的流動方式有關(guān)，因而對熔體流動方式的控制成為優(yōu)化注塑成型s工藝的關(guān)鍵。隨著CAE技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是Moldflow軟件的推出，可實(shí)現(xiàn)對注塑成型過程的計(jì)算機(jī)模擬分析；在試模前預(yù)測出熔體在填充

2、、保壓、冷卻等過程中可能出現(xiàn)的缺陷，以幫助工藝人員進(jìn)行分析和改進(jìn)，提高一次試模的成功率，從而降低制造成本并縮短開發(fā)周期。本次設(shè)計(jì)采用Moldflow軟件對一種頂蓋注塑制品的充模、冷卻、翹曲等行為進(jìn)行了動態(tài)模擬，為該制品的模具設(shè)計(jì)及注塑工藝參數(shù)的確定提供了理論依據(jù)，從而改善制品的成型質(zhì)量。</p><p>　　在產(chǎn)品造型和模具事業(yè)發(fā)展同時，三維設(shè)計(jì)軟件也在飛速發(fā)展。本次設(shè)計(jì)采用moldflow軟件進(jìn)行了模具的仿真設(shè)

3、計(jì)，對塑件進(jìn)行了注塑模擬分析，及時的發(fā)現(xiàn)在注塑過程中可能發(fā)現(xiàn)的問題，達(dá)到邊設(shè)計(jì)邊改進(jìn)的效果。</p><p>　　關(guān)鍵詞 注塑成型， moldflow軟件，模流分析</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Access to high quality injection products, based on

4、good product design, mold design and injection molding processes as a precondition. Injection molding products, many of the deficiencies (such as weld lines, short shots, products, deformation, etc.) are related to the f

5、low of melt in the mold the way, and thus control the melt flow pattern as the key to optimize the injection molding process.</p><p>　　With the rapid development of CAE technologies, in particular the introd

6、uction of Moldflow software can be realized on the injection molding process of the computer simulation analysis; in test mode to predict the melt before the filling, packing, cooling and other defects that may occur dur

7、ing to Personnel to help analyze and improve processes, improve the success rate of a test mode, thus reducing manufacturing costs and shorten the development cycle ?. This study uses Moldflow software produc</p>

8、<p>　　Keywords Injection Molding , moldflow sofeware , Mold flow analysis</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 注塑成型CAE技術(shù)的發(fā)展</p><p>　　塑料成型是制造業(yè)中的一個重要組成部分，而流動模擬對塑料成型具

9、有重要意義。運(yùn)用塑料流動模擬能幫助設(shè)計(jì)人員優(yōu)化成型工藝與模具結(jié)構(gòu)，指導(dǎo)設(shè)計(jì)人員從成型工藝的角度改進(jìn)產(chǎn)品形狀結(jié)構(gòu)，選擇合適的塑料材料和成型設(shè)備，評判不同材料采用同一工藝與模具成型的可行性，分析可能出現(xiàn)的問題，達(dá)到降低生產(chǎn)成本，縮短模具開發(fā)周期的目的。對于一般簡單的塑料制品的成型，只進(jìn)行流動模擬分析即可，但對于復(fù)雜精密塑件的成型，不僅要對流動過程進(jìn)行模擬分析，還需要對充模，保壓過程中塑件與模具的冷卻進(jìn)行分析，甚至需要分析開模后塑件的殘余變形

10、與應(yīng)力等。</p><p>　　對于任何注塑成型來說，最重要的是控制塑料在模具中的流動方式。 制品的許多缺陷，如氣穴、熔接痕、短射乃至制品的變形、冷卻時間等，都與樹脂在模具中的流動方式有關(guān)。通過moldflow軟件對熔體在模具中的流動行為進(jìn)行模擬分析， 可以預(yù)測和顯示熔體流動前沿的推進(jìn)方式、填充過程中的壓力和溫度變化、氣穴和熔接痕的位置等，幫助工藝人員在試模前對可能出現(xiàn)的缺陷進(jìn)行預(yù)測，找出缺陷產(chǎn)生的原因，改進(jìn)產(chǎn)品

11、的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)，從而提高一次試模的成功率。</p><p>　　模具是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要工藝裝備，隨著塑料工業(yè)的迅速發(fā) 展以及塑料制品在航空、航天、電子、機(jī)械、船舶和汽車等工業(yè)部門的 推廣應(yīng)用，產(chǎn)品對模具的要求越來越高，傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)方法已無法適 應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和提高質(zhì)量的要求。計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）技術(shù)已成為塑料產(chǎn)品開發(fā)、模具設(shè)計(jì)及產(chǎn)品加工中這些薄弱環(huán)節(jié)的最有效的途 徑。同傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)相比，CAE

12、技術(shù)無論在提高生產(chǎn)率、保證產(chǎn)品質(zhì) 量，還是在降低成本、減輕勞動強(qiáng)度等方面，都具有很大優(yōu)越性。美國上市公司moldflow公司是專業(yè)從事注塑成型ＣＡＥ軟件和咨詢公司，自 1976年發(fā)行了世界上第一套流動分析軟件以來，一直主導(dǎo)塑料成型CAE軟件市場。近幾年，在汽車、家電、電子通訊、化工和日用品等領(lǐng)域得 到了廣泛應(yīng)用。利用moldflow技術(shù)可以在模具加工前，在計(jì)算機(jī)上對整個注塑成型 過程進(jìn)行模擬分析，準(zhǔn)確預(yù)測熔體的填充、保壓、冷卻情況，以及

13、制品 中的應(yīng)力分布、分子和纖維取向分布、制品的收縮和翹曲變形等情況， 以便設(shè)計(jì)者能盡早發(fā)現(xiàn)問題，及時修改制件和模具設(shè)計(jì)，而不是等到試 模以后再返修模具。這不僅是對傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)方法的一次突破，而且對 減少甚至避免模具</p><p>　　1.2moldflow的發(fā)展?fàn)顩r。</p><p>　　moldflow公司自1976年成立以來，在模擬分析產(chǎn)品與設(shè)計(jì)上享有極好的聲譽(yù)。moldflow與1

14、986年成立的同類軟件公司c-mold于2000 年2月11日合并后，結(jié)合兩者的優(yōu)勢為已有市場提供更專業(yè)的服務(wù)與 支持。 </p><p>　　moldflow軟件包括三部分：</p><p>　　Moldflow Plastic Advisers（產(chǎn)品優(yōu)化顧問，簡稱MPA）：塑料產(chǎn) 品設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)完產(chǎn)品后，運(yùn)用ＭＰＡ軟件模擬分析，在很短的時間內(nèi)， 就可以得到優(yōu)化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案，并確認(rèn)產(chǎn)品

15、表面質(zhì)量。 </p><p>　　Moldflow Plastic Insight（注塑成型模擬分析，簡稱MPI）：對塑料產(chǎn)品和模具進(jìn)行深入分析的軟件包，它可以在計(jì)算機(jī)上對整個注塑 過程進(jìn)行模擬分析，包括填充、保壓、冷卻、翹曲、纖維取向、結(jié)構(gòu)應(yīng) 力和收縮，以及氣體輔助成型分析等，使模具設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)階段就找出未來產(chǎn)品可能出現(xiàn)的缺陷，提高一次試模的成功率。</p><p>　　Moldflow

16、 Plastic Xpert（注塑成型過程控制專家，簡稱MPX）： 集軟硬件為一體的注塑成型品質(zhì)控制專家，可以直接與注塑機(jī)控制器相連，可進(jìn)行工藝優(yōu)化和質(zhì)量監(jiān)控，自動優(yōu)化注塑周期、降低廢品率及監(jiān) 控整個生產(chǎn)過程。 幾十年來以不斷的技術(shù)改革和創(chuàng)新一直主導(dǎo)著CAE軟件市場。</p><p>　　1.3論文研究目的和內(nèi)容．</p><p><b>　　目的： </b><

17、/p><p>　　１．優(yōu)化塑料制品設(shè)計(jì)。塑件的壁厚、澆口數(shù)量、位置及流道系統(tǒng)設(shè)計(jì)等對于塑料制品的成 敗和質(zhì)量關(guān)系重大。以往全憑制品設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)來設(shè)計(jì)，往往費(fèi)力、 費(fèi)時，設(shè)計(jì)出的制品也不盡合理。利用moldflow軟件，可以快速地設(shè) 計(jì)出最優(yōu)的塑料制品。制品設(shè)計(jì)者能用流動分析解決下列問題： </p><p>　　●制品能否全部注滿這一古老的問題仍為許多制品設(shè)計(jì)人員所 注目，尤其是大型制件，如蓋

18、子、容器和儀表板等。 </p><p>　　●制件實(shí)際最小壁厚如能使用薄壁制件，就能大大降低制件的２ 材料成本。減小壁厚還可大大降低制件的循環(huán)時間，從而提高 生產(chǎn)效率，降低塑件成本。 ?澆口位置是否合適采用ＣＡＥ分析可使產(chǎn)品設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)時具 有充分的選擇澆口位置的余地，確保設(shè)計(jì)的審美特性。 </p><p>　　2．優(yōu)化塑料模設(shè)計(jì)。由于塑料制品的多樣性、復(fù)雜性和設(shè)計(jì)人員經(jīng)驗(yàn)的局限性，傳統(tǒng)的

19、 模具設(shè)計(jì)往往要經(jīng)過反復(fù)試模、修模才能成功。利用moldflow軟件， 可以對型腔尺寸、澆口位置及尺寸、流道尺寸和冷卻系統(tǒng)等進(jìn)行優(yōu)化設(shè) 計(jì)，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行試模、修模，可大大提高模具質(zhì)量，減少試模次數(shù)。moldflow與CAD軟件集成，ＣＡＥ分析可在以下諸方面輔助設(shè)計(jì)者和制 造者，以得到良好的模具設(shè)計(jì)。</p><p>　　● 良好的充填形式：對于任何的注塑成型來說，最重要的是控制 充填的方式，以使塑件的成型可靠、

20、經(jīng)濟(jì)。單向充填是一種好 的注塑方式，它可以提高塑件內(nèi)部分子單向和穩(wěn)定的取向性。 這種填充形式有助于避免因不同的分子取向所導(dǎo)致的翹曲變 形。 </p><p>　　●最佳澆口位置與澆口數(shù)量：為了對充填方式進(jìn)行控制，模具設(shè) 計(jì)者必須選擇能夠?qū)崿F(xiàn)這種控制的澆口位置和數(shù)量，ＣＡＥ分析可 使設(shè)計(jì)者有多種澆口位置的選擇方案并對其影響做出評價。 </p><p>　　●流道系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)；實(shí)際的模具設(shè)計(jì)

21、往往要反復(fù)權(quán)衡各種因 素，盡量使設(shè)計(jì)方案盡善盡美。通過流動分析，可以幫助設(shè)計(jì) 者設(shè)計(jì)出壓力平衡、溫度平衡或者壓力、溫度均平衡的流道系 統(tǒng)，還可對流道內(nèi)剪切速率和摩擦熱進(jìn)行評估，如此，便可避 免材料的降解和型腔內(nèi)過高的熔體溫度。 </p><p>　　●冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)：通過分析冷卻系統(tǒng)對流動過程的影響， 優(yōu)化冷卻管路的布局和工作條件，從而產(chǎn)生均勻的冷卻，并由 此縮短成型周期，減少產(chǎn)品成型后的內(nèi)應(yīng)力。 ?減小反修

22、成本：提高模具一次試模成功的可能性是ＣＡＥ分析的 一大優(yōu)點(diǎn)。反復(fù)地試模、修模要耗損大量的時間和金錢。此外， 未經(jīng)反復(fù)修模的模具，其壽命也較長。 </p><p>　　3．優(yōu)化注塑工藝參數(shù)。由于經(jīng)驗(yàn)的局限性，工程技術(shù)人員很難精確地設(shè)置制品最合理的加 工參數(shù)，選擇合適的塑料材料和確定最優(yōu)的工藝方案。moldflow軟件可以幫助工程技術(shù)人員確定最佳的注射壓力、鎖模力、模具溫度、熔體 溫度、注射時間、保壓壓力和保壓時間、

23、冷卻時間等，以注塑出最佳的塑料制品。 近年來，CAE技術(shù)在注塑成型領(lǐng)域中的重要性日益增大，采用CAE 技術(shù)可以全面解決注塑成型過程中出現(xiàn)的問題。CAE分析技術(shù)能成功地應(yīng)用于三組不同的生產(chǎn)過程，即制品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)和注塑成型。設(shè)計(jì)人員望在制件成本、質(zhì)量和可加工性方面得到CAE技術(shù)的幫助。 </p><p>　　●更加寬廣更加穩(wěn)定的加工：流動分析對熔體溫度、模具溫度和注射速度等主要注塑加工參數(shù)提出一個目標(biāo)趨勢，通過流

24、動分析，注塑者便可估定各個加工參數(shù)的正確值，并確定其變動范圍。會同模具設(shè)計(jì)者一起，他們可以結(jié)合使用最經(jīng)濟(jì)的加工設(shè)備，設(shè)定最佳的模具方案。 </p><p>　　●減小塑件應(yīng)力和翹曲：選擇最好的加工參數(shù)使塑件殘余應(yīng)力最小。殘余應(yīng)力通常使塑件在成型后出現(xiàn)翹曲變形，甚至發(fā)生失效。</p><p>　　●省料和減少過量充模：流道和型腔的設(shè)計(jì)采用平衡流動，有助于減少材料的使用和消除因局部過量注射所造

25、成的翹曲變形。</p><p>　　●最小的流道尺寸和回用料成本：流動分析有助于選定最佳的流 道尺寸。以減少澆道部分塑料的冷卻時間，從而縮短整個注射成型的時間，以及減少變成回收料或者廢料的澆道部分塑料的體積。</p><p><b>　　內(nèi)容：</b></p><p>　　1. 三維實(shí)體的設(shè)計(jì)。利用proe三維設(shè)計(jì)軟件完成所給零件的三維圖，并將

26、part文件轉(zhuǎn)化成moldflow可以使用的STL文件。</p><p>　　2．moldflow分析基礎(chǔ)知識的概述。通過塑料成型的相關(guān)基礎(chǔ)知識、專業(yè)術(shù)語的簡單講解，清楚注塑成型的幾個主要階段的工藝參數(shù)及其相互關(guān)系對最終產(chǎn)品的影響，同時清楚常見制件質(zhì)量問題產(chǎn)生的原因以及解決方法。保證在進(jìn)行moldflow模擬分析時預(yù)測制品最終可能出現(xiàn)的缺陷，找到缺陷產(chǎn)生的正確原因， 在模具加工之前得到最優(yōu)化的制品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)方

27、案和最適宜的成型工藝條件，確保產(chǎn)品以最短的周期、最低成本投入市場，增強(qiáng)市場競爭能力。</p><p>　　3．moldflow分析流程。通過一個簡單的例子演示熟悉moldflow的分析流程，從模型的導(dǎo)入、分析類型的選擇、參數(shù)的設(shè)置、到分析結(jié)果的介紹，清楚的知道m(xù)oldflow 要進(jìn)行的工作和順序，形成一個完整的分析流程。 </p><p>　　4．將零件產(chǎn)品通過moldflow分析，得到各

28、種分析結(jié)果，并根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整，完善模具設(shè)計(jì)，在注塑過程中進(jìn)行參數(shù)的控制。完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)優(yōu)化和模具的優(yōu)化。加工出模具，并利用模具，注塑設(shè)備和合理的工藝參數(shù)注塑出實(shí)際產(chǎn)品。</p><p>　　第2章 Moldflow基礎(chǔ)知識</p><p>　　2.1注塑成型基礎(chǔ)知識。</p><p>　　所謂注塑成型，是指將已加熱熔化的材料噴射注入到模具內(nèi)，經(jīng)由冷卻與

29、固化后，得到成品的方法。注塑成型已經(jīng)成為大多數(shù)塑料制品的成型方法，moldflow軟件對注塑成型方式的模擬分析技術(shù)比較成熟。在樹脂原料經(jīng)由注塑機(jī)注塑成型變?yōu)樗芰现破返恼麄€過程中，包括以下幾部分：</p><p>　　1．計(jì)量：為了成型一定大小的塑件，必須使用一定量的顆粒狀塑料， 這就需要計(jì)量。</p><p>　　2．塑化：為了將塑料充入模腔，就必須使其變?yōu)槿廴跔顟B(tài)，流動充入 模腔。 &l

30、t;/p><p>　　3．注塑充模：為了將熔融塑料充入模腔，就需要對熔融塑料施加注塑 壓力，注入模腔。 </p><p>　　4．保壓增密：熔融塑料充滿模腔后，向模腔內(nèi)補(bǔ)充因制品冷卻收縮所 需的物料。 </p><p>　　5．制品冷卻：保壓結(jié)束后，制品開始進(jìn)入冷卻定型階段。 </p><p>　　6．開模：制品冷卻定型后，注塑機(jī)的合模裝置帶動模

31、具部分與定模部 分分離。 </p><p>　　7．頂件：注塑機(jī)的頂出機(jī)械頂出塑件。 </p><p>　　8．取件：通過人力或機(jī)械手取出塑件和澆注系統(tǒng)冷凝料等。 </p><p>　　9．閉模：注塑機(jī)的合模裝置閉合并鎖緊模具。</p><p><b>　　2.2注塑成型機(jī) </b></p><p&g

32、t;　　注塑成型機(jī)可以分為柱塞式和螺桿式兩種。這兩種注塑機(jī)都由注塑系統(tǒng)、鎖模系統(tǒng)及模具組成。</p><p>　　2.2.1 注塑系統(tǒng)</p><p>　　注塑系統(tǒng)是注塑機(jī)的主要部分，它能夠使樹脂原料在柱塞式或螺桿 的推動或旋轉(zhuǎn)推進(jìn)下均勻塑化，在高壓下注入模具。注塑系統(tǒng)包括加料 裝置、料筒、螺桿或杠塞、噴嘴、加雎和驅(qū)動裝置等。 </p><p>　　2.2.2公稱注

33、射量。</p><p>　　注射量是指在對空注射條件下，注射螺桿或柱塞作一次最大注射行 程時，注塑裝置所能達(dá)到的最大射出量。該參數(shù)在一定程度上反映了注 塑機(jī)的加工能力，標(biāo)志著該機(jī)器能成型塑料制品的最大質(zhì)量，是注塑機(jī) 的一個重要參數(shù)。 </p><p>　　2.2.3注射壓力。</p><p>　　注射壓力是指在注射時，螺桿或柱塞對熔料施加的壓力，注塑機(jī)的注射壓力指標(biāo)

34、往往指注塑機(jī)能提供的最大注射壓力。注射壓力是為了克 服熔料流經(jīng)噴嘴、流道和型腔時的流動阻力以及提供壓實(shí)制品所需要的 外力。 </p><p>　　2.2.4注射速率。</p><p>　　注射速率是指在注射時單位時間內(nèi)所能達(dá)到的體積流率，是注射容 量與注射時間的絕比值。 </p><p>　　2.2.5鎖模系統(tǒng)。</p><p>　　注塑機(jī)上

35、實(shí)現(xiàn)鎖合模具、啟閉模具和頂出制件的機(jī)構(gòu)統(tǒng)稱為鎖模系統(tǒng)。熔料在高壓下注入模具，必須施加足夠在的鎖模力才能保證模具嚴(yán) 密閉合不溢料。鎖模結(jié)構(gòu)還應(yīng)保證模具啟閉靈活、準(zhǔn)確、迅速而安全， 并防止損壞模具和制件。避免機(jī)器受到強(qiáng)烈震動，達(dá)到安全運(yùn)行以延長 機(jī)器和模具的使用壽命。 </p><p><b>　　2.2.6模具。</b></p><p>　　模具是為了將樹脂原料做成某種

36、形狀而用來承接射出樹脂的部件。注塑模具主要由澆注系統(tǒng)、成型零件和結(jié)構(gòu)零件組成。澆注系統(tǒng)是塑料熔體從噴嘴進(jìn)入模腔前的流道部分，包括主流道、冷料并、分流道和澆口等。成型零件是構(gòu)成制品形狀的各種零件，包括動模、定模、模腔、型芯、成型桿和排氣口等。結(jié)構(gòu)零件是構(gòu)成模具結(jié)構(gòu)的各種零件，包括導(dǎo)向、脫模、抽芯以及分型的各種零件。模具通常還具有加熱或冷卻裝置，使塑料熔體在模具內(nèi)合適的溫度下固化定型。</p><p>　　2.3注塑

37、成型過程。</p><p>　　在注塑過程的塑化、填充、保壓和冷卻這４個主要階段中，起主要作用的工藝參數(shù)也隨著過程的變化而變化。</p><p><b>　　2.3.1塑化 </b></p><p>　　塑化是指塑料在料筒內(nèi)經(jīng)加熱達(dá)到良好塑性的流動狀態(tài)的全過程。 因此可以說塑化是注塑成型的準(zhǔn)備過程。熔體在進(jìn)入模腔之前應(yīng)達(dá)到規(guī)定的成型溫度，并能在

38、規(guī)定時間內(nèi)達(dá)到足夠數(shù)量，熔體溫度應(yīng)均勻一致，不發(fā)生或極少發(fā)生熱分解以保證生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行。</p><p><b>　　2.3.2填充 </b></p><p>　　這一階段人柱塞或螺桿開始前移起動，直至模腔被塑料熔體充滿為止。填充過程中包含的重要工藝參數(shù)有熔體溫度、注塑壓力和填充時間。 充模剛開始一段時間內(nèi)模腔內(nèi)沒有壓力，待模腔充滿時， 料流壓力迅速上升而達(dá)到最大值。

39、充模的時間與模塑壓力有關(guān)。 充模時間長，先進(jìn)入模內(nèi)的塑料受到較多的冷卻，粘度增大，后面的塑料就需要在較高 的壓力下才能進(jìn)入模腔，反之，所需要的壓力則較小。</p><p><b>　　2.3.3保壓 </b></p><p>　　這是指從熔體充滿模腔時起，至柱塞或螺桿撤回時為止的一段時間。 保壓階段包括的主要工藝參數(shù)有保壓壓力，保壓時間。保壓階段中，塑料熔體因受到冷卻

40、而發(fā)生收縮，但因塑料仍然處于柱塞或螺桿的穩(wěn)壓下，料筒內(nèi)的熔料會被繼續(xù)注入模腔內(nèi)以補(bǔ)足因收縮而留出的空隙。如果柱塞或螺桿停在原位不動，壓力曲線就會略有衰減；如果柱塞或螺桿保持壓力不變，也就是隨著熔料入模的同時向前做少許移動，則在此段中模內(nèi)壓力保持不變，此時壓力曲線與時間軸平行。壓實(shí)階段對于提高制品的密度、降低收縮和克服制品表面缺陷都有影響。 </p><p><b>　　2.3.4冷卻。</b>

41、;</p><p>　　這一階段是指從澆口的塑料完全凍結(jié)時起，到制品從模腔中頂出時為止。冷卻階段包括的主要工藝參數(shù)是冷卻時間。冷卻時模腔內(nèi)壓力迅速下降，模腔內(nèi)塑料在這一階段內(nèi)主要是繼續(xù)冷卻，以便制品在脫模時具有足夠的剛度而不致發(fā)生扭曲變形。在這一階段內(nèi)，雖無塑料從澆口流出或流入，但模內(nèi)還可能有少量的塑料流動，因此依然能產(chǎn)生少量的分子定向。由于模內(nèi)塑料的溫度、壓力和體積在這一階段中均有變化，因此到制品脫模時，模內(nèi)壓

42、力不一定等于外界壓力，模內(nèi)壓力與外界壓力的差值成為殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力的大小與壓實(shí)階段的時間長短有密切關(guān)系。殘余應(yīng)力為正值時，脫模比較困難，制品容易被刮傷或破裂；殘余壓力為負(fù)值時，制品表面容易有陷痕或內(nèi)部有真空泡。所以，只有在殘余壓力接近零時，脫模才比較順利，并獲得滿意的制品。</p><p>　　2.4注塑成型工藝條件</p><p><b>　　2.4.1溫度.</b&g

43、t;</p><p>　　注塑成型過程中要控制的溫度主要有料筒溫度、噴嘴溫度和模具溫度。前兩種溫度主要是影響塑料的塑化和流動，而后一種溫度主要是影響塑料的注塑和冷卻定型。料筒溫度的選擇就保證塑料塑化良好，能順利實(shí)現(xiàn)注塑又不引起塑料分解。噴嘴溫度對產(chǎn)品的表觀質(zhì)量特別有意義。噴嘴溫度的波動將使制品質(zhì)量受影響，如熔接痕變粗、出現(xiàn)飛邊、產(chǎn)生粘膜、變色、光澤不佳等。噴嘴部分的溫度一般略低于料筒最高溫度，同時要考慮到熔料溫度

44、可以從注塑瞬間發(fā)生的摩擦過程中得到提高。不過噴嘴溫度不能調(diào)得太低，以避免造成冷料堵塞噴嘴孔道，或在成型下一個制品時將冷料帶入，使制品帶有冷料斑。</p><p>　　料筒和噴嘴溫度的選擇不是孤立的，與其它工藝條件存有一定關(guān)系。 例如選用較低的注塑壓力時，為保證塑科的流動，應(yīng)適當(dāng)提高料筒溫度； 反之，料筒溫度偏低就需要較高的注塑壓力。由于影響因素很多，一般 都在成型前通過模擬軟件進(jìn)行分析，以便從中確定最佳的料筒溫度

45、和噴嘴溫度。 </p><p>　　模具溫度是指和制件接觸的模腔表面溫度。模具溫度直接影響熔體的充模流動行為、制件的冷卻速度和制件最終質(zhì)量。提高模具溫度可以 改善熔體在模腔內(nèi)的流動性，增強(qiáng)制件的密度和結(jié)晶度以及減小充模壓力和制件中的壓力。但是提高模具溫度會增加制件的冷卻時間、增大制件收縮率和脫模后的翹曲，制件成型周期也會因?yàn)槔鋮s時間的增加而變長，降低了生產(chǎn)效率。降低模具溫度，雖然能夠縮短冷卻時間、提高生產(chǎn)效率，但

46、是，會降低熔體在模腔內(nèi)的流動能力，并導(dǎo)致制件產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力或者明顯的熔接痕等制件缺陷。 </p><p><b>　　2.4.2壓力.</b></p><p>　　注塑成型過程的壓力主要包招注塑壓力、保壓壓力和塑化壓力（常稱背壓）．并直接影響塑料的塑化和制品的質(zhì)量。 </p><p>　　注塑壓力是指螺桿或者柱塞沿軸向前移時，其頭部向塑料熔體

47、施加的壓力。它主要用于克服熔體在成型過程中的流動阻力，還對熔體起一定程度的壓實(shí)作用。注塑壓力對熔體的流動、充模及制件質(zhì)量都有很大影響。當(dāng)注塑壓力過低時，塑料進(jìn)入型腔緩慢，與金屬壁面接觸的那一 層塑料會由于溫度急劇下降而使黏度增高甚至凝固，并很快向流動軸心波及，使塑料流動通道在很短時間內(nèi)變得狹窄，大大降低了進(jìn)入模腔的壓力，結(jié)果使制件表面出現(xiàn)波紋、缺料、氣泡，有些塑料的制件還會出現(xiàn)脆性斷裂。當(dāng)注塑壓力過高時，熔料充模過快，在澆口附近以湍流形

48、式進(jìn)入而發(fā)生“自由噴射”，夾帶空氣帶入制件，于是制件表面出現(xiàn)云霧斑或閃光一類缺陷。高壓注塑往往也是造成制件飛邊的主要原因。同時，高壓制件脫模殘余應(yīng)力大，脫模困難，容易發(fā)生翹曲變形。 </p><p>　　保壓壓力是指對模腔內(nèi)樹脂熔體進(jìn)行壓實(shí)以及維護(hù)向模腔內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)料流動所需要的壓力。保壓壓力是重要的注塑工藝參數(shù)之一，保壓壓力和保壓時問的選擇直接影響注塑制品的質(zhì)量。保壓壓力通常及速度通常 是塑料充填模腔時最高壓力的5

49、0%～60%。在生產(chǎn)過程中，保壓壓力有時采用注塑壓力。如果注塑和壓實(shí)時的壓力相等，則往往可以使制件的收縮率減少，并使批量制品之間的尺寸波動較小。缺點(diǎn)是造成脫模時的殘余應(yīng)力較大和成型周期較長。保壓壓力過大，加之時間較長的話，則有可能將澆口、流道上的冷料擠進(jìn)制件內(nèi)，使靠近澆口的部分出現(xiàn)冷料斑。 </p><p>　　背壓是指螺桿頂部熔料在螺桿轉(zhuǎn)動后退時對其施加的反向壓力。增大背壓可以排出原料中的空氣，提高熔體密實(shí)程度

50、，還會增大熔體內(nèi)的壓力，螺桿后退速度小，塑化過程的剪切作用加強(qiáng)、摩擦熱增多、熔體 溫度上升，塑化效果提高。但是如果背壓過大時，螺桿后退受到較大阻力，在螺桿旋轉(zhuǎn)不斷地將塑料推向前方的情況下，將使機(jī)頭壓力增高，從而增大螺槽中的逆流和料筒與螺桿間隙的漏流，反而使塑化的效率降低。</p><p><b>　　2.4.3時間。</b></p><p>　　注塑成型周期主要由注塑

51、時間、保壓時間、冷卻時間、開模時間組成。</p><p>　　注塑時間指注塑活塞在注塑油缸內(nèi)開始向前運(yùn)動直至模腔被完全充滿為止所經(jīng)歷的時間。注塑時間與制件的厚度、質(zhì)量和注塑機(jī)噴嘴的速度有直接關(guān)系，它反比于充模速率。隨著充模速度的不同可出現(xiàn)不同的充模效果。注塑時間長，注射速度低，料流速度慢，熔料從澆口開始逐漸向型腔遠(yuǎn)端流動，料流末端呈球狀，先進(jìn)入型腔的熔料先冷卻而流速減慢，接近型腔壁的部分冷卻成高彈態(tài)的薄殼，而遠(yuǎn)離

52、型腔壁的部分仍為黏流態(tài)，球狀料流術(shù)端繼續(xù)延伸至完全充滿型腔后，冷卻殼的厚度加大而變硬。這種慢速充模由于熔料進(jìn)入型腔時間長，冷卻使得黏度增大，流動阻力也增大，需要用較高注塑壓力充模。注塑時間長的優(yōu)點(diǎn)是流速平穩(wěn)，制件尺寸比較穩(wěn)定。波動較小，而且因料流剪切速度減小，制件內(nèi)應(yīng)力低。注塑時間長的缺點(diǎn)是容易使制件出現(xiàn)分層和結(jié)合不良的熔接痕；注塑時間短，注射速度快，料流速快，熔料從澆口射入模腔，直到熔體沖撞到型腔壁為止，后來的熔料接踵壓縮，最后相互折

53、疊熔合成為一個整體。注塑時間短的優(yōu)點(diǎn)是料溫及黏度下降小，可采用較低的注塑壓力。高速充模能改進(jìn)制件的光澤度和平滑度，削除了接縫現(xiàn)象及分層現(xiàn)象，收縮凹陷小，顏色更均勻一致。注塑時間短的缺點(diǎn)是充模速度過快時，有可</p><p>　　保壓時間為從模腔充滿后開始，到保壓結(jié)束為止所經(jīng)歷的時間。保壓時間的長短對制品尺寸準(zhǔn)確性和外觀都有影響。保壓期間，模腔內(nèi)的塑料仍有流動，加上溫度持續(xù)迅速下降，必然會在制件中形成分子定向。此期

54、間由于塑料凍結(jié)較多，所以制件分子定向主要在此期間形成并被固定下來，時間越長，定向程度越大。塑料定向程度過大時，制件各個位置和方向的內(nèi)應(yīng)力差異大，脫模時易發(fā)生翹曲和龜裂。保壓時間長短與料溫有很直接的關(guān)系，熔料溫度越高，澆口封閉時間就長，保壓時間也長；反之保壓時間短。 </p><p>　　冷卻時間指保壓結(jié)束到開啟模具所經(jīng)歷的時間。冷卻時間主要取決于制品的厚度、塑料的熱性能和結(jié)晶性能以及模具溫度等。冷卻時間的終點(diǎn)應(yīng)以

55、保證制品脫模時不引起變形為原則。冷卻時間過長沒有必要，不僅降低生產(chǎn)效率，對復(fù)雜制件還將造成脫模困難，強(qiáng)行脫模時甚至還會產(chǎn)生脫模應(yīng)力。 </p><p>　　開模時間為模具開啟取出制件到下個成型周期開始的時間。</p><p>　　2.5常見制品缺陷及產(chǎn)生原因</p><p><b>　　2.5.1短射.</b></p><p

56、>　　短射是指由于模具模腔填充不完全造成制品不完整的質(zhì)量缺陷，即熔體在完成填充之前就已經(jīng)凝結(jié)。 </p><p><b>　　短射成因： </b></p><p>　　●流動限制，由于澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的不合理導(dǎo)致熔體流動受到限制， 流道過早凝結(jié)； </p><p>　　● 出現(xiàn)滯流或者制品流程過長、過于復(fù)雜； </p><

57、p>　　●排氣不充分，未能及時排出的氣體會產(chǎn)生阻止流體前沿前進(jìn)的壓力，從而導(dǎo)致短射發(fā)生。 </p><p>　　●模其溫度或者熔體溫度過低，降低了熔體的流動性，導(dǎo)致填充不完全； </p><p>　　●成型材料不足，注塑機(jī)塑量不足或者螺桿速率過低也會造成短射； </p><p>　　●注塑機(jī)缺陷，入料堵塞或者螺桿前端缺料等，都會造成壓力損失和成型材料體積不足，

58、形成短射。</p><p><b>　　解決方案： </b></p><p>　　●避免滯流現(xiàn)象的發(fā)生</p><p>　　●盡量消除氣穴，將氣穴放置在容易排氣的位置或利用頂桿排放氣體；</p><p>　　●增加模具溫度和熔體溫度；</p><p>　　●增加螺桿速率，螺桿速率的增加會產(chǎn)生更多的

59、剪切熱，降低熔體粘性，增加流動性； ●改進(jìn)制品設(shè)計(jì)，使用平衡流道，并盡是減小制品厚度的差異，減小制品流程的復(fù)雜程度。 </p><p>　　●更換成型材料，選用具有較小粘性的材料，材料粘性小，易于填充，而且完成填充所需要的注塑壓力也會降低。 </p><p>　　●增大注塑壓力最大值。 </p><p><b>　　2.5.2氣穴</b><

60、;/p><p>　　氣穴是指由于熔體前沿匯聚而在塑件內(nèi)部或者模腔表面形成的氣泡。 </p><p><b>　　氣穴成因：</b></p><p><b>　　●跑道效應(yīng)； </b></p><p><b>　　●滯流； </b></p><p>　　●流長

61、不平衡，即使制件厚度均勻，各個方向上的流長也不一定 相同，導(dǎo)致氣穴產(chǎn)生； ●排氣不充分，在制件最后填充區(qū)域缺少排氣口或者排氣口不足是引起氣穴形成的最常見原因。 </p><p><b>　　解決方案： </b></p><p><b>　　●平衡流長； </b></p><p>　　●避免滯流和跑道效應(yīng)的出現(xiàn)，對澆注系統(tǒng)

62、作修改，從而使制品最后填充位置位于容易排氣的區(qū)域；</p><p>　　●充分排氣，將氣穴放置在容易排氣的位置或利用頂桿排放氣體。 </p><p>　　2.5.3熔接痕和熔接線 </p><p>　　當(dāng)兩個或多個流動前沿融合時，會形成熔接痕和熔接線。</p><p>　　熔接痕和熔接線成因：</p><p>　　●由

63、于的幾何形狀，填充過程中出現(xiàn)兩個或多個流動前沿時，很容易形成熔接痕和熔接線。</p><p><b>　　解決方案： </b></p><p>　　●增加模具溫度和熔體溫度，使兩個相遇的熔體前沿融合更好； </p><p><b>　　●增加螺桿速率； </b></p><p>　　●改進(jìn)澆注系統(tǒng)的

64、設(shè)計(jì)，在保持熔體流動速率的前提下減小流道尺寸，以產(chǎn)生摩擦熱。</p><p>　　如果不能消除熔接線和熔接痕，那么應(yīng)使其位于制品上較不敏感的區(qū)域，以防止影晌制品的機(jī)械性能和表觀質(zhì)量。通過改變澆口位置或改變制品壁厚可以改變?nèi)劢泳€和熔接痕的位置。</p><p><b>　　2.5.4滯流 </b></p><p>　　滯流是指某個流動路徑上的流動

65、變緩甚至停止。 </p><p><b>　　滯流成因： </b></p><p>　　如果流動路徑上出現(xiàn)壁厚差異，熔體會選擇阻力較小的壁厚區(qū)域首先填充，這會造成薄壁區(qū)域填充緩慢或者停止填充，一旦熔體變緩，冷卻速度就會加快，粘度增大，從而使流動更加緩慢，形成循環(huán)。滯流通常出現(xiàn)在筋、制件上與其他區(qū)域存在較大厚度差異的薄壁區(qū)域等。 滯流會產(chǎn)生制品表面變化，導(dǎo)致保壓效果低劣

66、、高應(yīng)力和分子趨向不均勻，降低制品質(zhì)量。如果滯流的熔體前沿完全冷卻，那么成型缺陷就由滯流變?yōu)槎躺洹?</p><p><b>　　解決方案： </b></p><p>　　●澆口位置遠(yuǎn)離可能發(fā)生滯流的區(qū)域； </p><p>　　●盡量使容易發(fā)生滯流的區(qū)域成為最后填充區(qū)域；增加容易發(fā)生滯流區(qū)域的壁厚，從而減小其對熔體流動的阻力； </p&

67、gt;<p>　　●選用粘度較小的成型材料；</p><p>　　●增加注塑速率以減小滯流時問；增大熔體溫度，使熔體更容易進(jìn)入滯流區(qū)域。 </p><p><b>　　2.5.5飛邊 </b></p><p>　　飛邊是指在分型面或者頂桿部位從模具腔溢出的一薄層材料。飛邊仍然和制件相連，通常需要用手工清除。 </p>

68、<p><b>　　飛邊成因： </b></p><p>　　●模具分型面閉合性差，模具變形或者存在阻塞物； </p><p>　　●鎖模力過小，鎖模力必須大于模具模腔內(nèi)的壓力，有效保證模具閉合； </p><p><b>　　●過保壓；</b></p><p>　　●成型條件有待優(yōu)化，

69、如成型材料粘度、注塑速率、澆注系統(tǒng)等；</p><p><b>　　●排氣位置不當(dāng)。 </b></p><p><b>　　解決方案： </b></p><p>　　●確保模具分型面能很好的閉合； </p><p><b>　　●避免保壓過度； </b></p>

70、<p>　　●選擇具有較大鎖模力的注塑機(jī)； </p><p>　　●設(shè)置合適的排氣位置；優(yōu)化成型條件。 </p><p>　　2.5.6跑道效應(yīng) 跑道效應(yīng)指在制件薄壁區(qū)域未充滿之前熔體已經(jīng)完成了對厚壁區(qū)域 的填充。 </p><p><b>　　跑道效應(yīng)成因： </b></p><p>　　●跑道效應(yīng)是典型的流

71、動不平衡現(xiàn)象，會產(chǎn)生氣穴和熔接線。</p><p><b>　　解決方案： </b></p><p>　　從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)角度來講，壁厚的差異有時是不可避免的，為了防止 出現(xiàn)跑道效應(yīng)，應(yīng)當(dāng)盡量使模腔內(nèi)的流動平衡，即熔體在同一時間完成 對模腔內(nèi)各區(qū)域的填充?？梢酝ㄟ^改變澆口位置或者采用多澆口的澆注系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)平衡流動。 </p><p><b>

72、;　　2.5.7過保壓 </b></p><p>　　過保壓是指當(dāng)一個流程還在進(jìn)行填充的時候，另一個流程已經(jīng)開始壓實(shí)過多填充材料。 過保壓成因： </p><p>　　當(dāng)制件最易填滿的過程完成填充后，這個區(qū)域就會出現(xiàn)過保壓現(xiàn)象。 此時由于其他流程還未完成填充，注塑壓力會繼續(xù)將熔體向這個已經(jīng)填滿的區(qū)域推進(jìn)，從而形成高密度高應(yīng)力區(qū)域。形成過保壓的主要原因是流動不平衡。 </p

73、><p><b>　　解決方案： </b></p><p>　　●建立平衡的流動； </p><p>　　●選擇適當(dāng)?shù)臐部谖恢檬垢鱾€方向的流長盡量相等； </p><p>　　●去掉不必要的澆口。</p><p><b>　　2.5.8色差 </b></p><

74、;p>　　色差是指由于成型材料顏色發(fā)生變化而出現(xiàn)的制件色彩缺陷。 </p><p>　　色差成因： 通常是由材料降解引起的。過大的注塑速率、過高的熔體溫度以及不合理的螺桿和澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)都會引起材料降解。 </p><p><b>　　解決方案： </b></p><p>　　●優(yōu)化澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)； </p><p>

75、;　　●修改螺桿的毆計(jì)； </p><p>　　●選用較小泣塑量的注射機(jī)； </p><p><b>　　●優(yōu)化熔體溫度； </b></p><p>　　●優(yōu)化背壓、螺桿旋轉(zhuǎn)速率和注塑速度； </p><p>　　●設(shè)置合理的排氣位置。 </p><p><b>　　2.5.9噴射 &l

76、t;/b></p><p>　　當(dāng)熔體以高注塑速率經(jīng)過流動受限的區(qū)域如噴嘴、澆口，進(jìn)入面積較大的厚壁模腔時，會形成蛇形噴射流。 </p><p><b>　　噴射成因： </b></p><p><b>　　●螺桿速率過高。 </b></p><p>　　●澆口位置不合理，熔體與模具接觸性差，

77、容易導(dǎo)致噴射發(fā)生。 </p><p>　　●澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理。 </p><p><b>　　解決方案： </b></p><p>　　●優(yōu)化澆口位置和澆口類型，改變澆口類型以降低熔體剪切速率和剪切應(yīng)力； </p><p>　　●優(yōu)化螺桿速率曲線。 </p><p>　　2.5.10不平衡流動

78、</p><p>　　不平衡流動指在其他流程還未填滿之前，某些流程已經(jīng)完全充滿。 平衡流動是指模具的末端在同一時間完成填充。 </p><p><b>　　不平衡流動成因： </b></p><p>　　流長不平衡以及制件壁厚的差異都可能引起流動不平衡。不平衡流動可能導(dǎo)致產(chǎn)生許多成型問題，如飛邊、短射、制件密度不均勻、氣穴和產(chǎn)生過多熔接線等。因

79、此，制件的流動模式一定要平衡。 </p><p><b>　　解決方案： </b></p><p>　　●通過增加或減小區(qū)域厚度來增強(qiáng)或減緩某個方向上的流動，從而獲得平衡流動； </p><p><b>　　●優(yōu)化澆口位置。</b></p><p>　　第3章 moldflow分析流程</p

80、><p><b>　　3.1新建項(xiàng)目。</b></p><p>　　project（工程項(xiàng)目）是moldflow中的最高管理單位，項(xiàng)目中包含的所有信息都存放在一個路徑下。 選擇file菜單下的new project（新建工程項(xiàng)目）命令以創(chuàng)建一個新的用戶項(xiàng)目，如圖3-1所示。</p><p><b>　　圖3-1 新建項(xiàng)目</b>

81、;</p><p>　　3.2導(dǎo)入CAD模型。</p><p>　　向當(dāng)前的項(xiàng)目中導(dǎo)入CAD模型可以選擇文件菜單中的導(dǎo)入命令，如圖3-2所示。</p><p>　　圖3-2導(dǎo)入CAD模型</p><p><b>　　3.3劃分網(wǎng)格。</b></p><p>　　在導(dǎo)入或新建模型之后，要對未劃分網(wǎng)格

82、的模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分。如圖3-3所示。</p><p>　　圖3-3網(wǎng)格劃分后的模型</p><p><b>　　3.4 網(wǎng)格修復(fù)。</b></p><p>　　網(wǎng)格劃分網(wǎng)格后，緊接著就要進(jìn)行網(wǎng)格信息統(tǒng)計(jì)（圖3-4），然后根據(jù)統(tǒng)計(jì)信息依次進(jìn)行診斷，如果診斷結(jié)果顯示存在不合理的網(wǎng)格，就要運(yùn)用網(wǎng)格工具（圖3-5）對網(wǎng)格進(jìn)行修改，直到網(wǎng)格診斷結(jié)果合理為

83、止。</p><p><b>　　圖3-4 網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)</b></p><p>　　圖3-5網(wǎng)格修復(fù)工具</p><p>　　3.5創(chuàng)建模腔及澆注系統(tǒng)。</p><p>　　如圖3-5所示，建立模腔個澆注系統(tǒng)。</p><p><b>　　圖3-5</b></p>

84、<p>　　3.6創(chuàng)建冷卻水道。</p><p>　　如圖3-6創(chuàng)建冷卻水道。</p><p><b>　　圖3-6 </b></p><p>　　3.7選擇分析類型。</p><p>　　通常進(jìn)行的moldflow分析都是flow（流動）或者cool（冷卻）。首先 利用Gate location進(jìn)行澆口最佳

85、位置的分析，然后利用澆口分析結(jié)果進(jìn)行Fill（填充）分析。如圖3-7.</p><p>　　圖3-7選擇填充分析</p><p>　　3.8選擇成型材料。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)所選用的材料，在moldflow的材料選擇中選擇相近的材料進(jìn)行分析。如圖3-8所示。</p><p>　　圖3-8選擇成型材料</p><p

86、><b>　　3.9分析</b></p><p>　　雙擊study tasks窗口中的立即分析！進(jìn)行分析。如圖3-9所示。</p><p><b>　　圖3-9選擇分析</b></p><p>　　分析完成后，對應(yīng)的study tasks窗口中原來立即分析！的位置下出現(xiàn)了分析的結(jié)果列表，如圖3-10所示。<

87、;/p><p><b>　　圖3-10</b></p><p>　　從分析結(jié)果中得到足夠的信息后，就可以根掘制品的分析對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)以及工藝條件進(jìn)行調(diào)整以獲得最好的成型放果。填充的分析結(jié)果如圖3-11.</p><p>　　圖3-11填充分析結(jié)果</p><p>　　●填充時間分析結(jié)果。填充時問是fill和flow

88、分析的一個重要結(jié)果； </p><p>　　●壓力分析結(jié)果。壓力結(jié)果顯示了填充過程中模腔內(nèi)的壓力分布； </p><p>　　●流動前沿溫度分析結(jié)果。合理的溫度分布應(yīng)該是均勻的，即這個模型的溫差不能太大； </p><p>　　●冷凝層因子分析結(jié)果。它可以決定保壓時間長短； </p><p>　　●注塑口壓力曲線分析結(jié)果。注塑壓力的大小是成型

89、過程中的重要參數(shù)，直接決定了該件成型用注塑機(jī)要提供注塑壓力值大小的下限； </p><p>　　●螺桿速率曲線分析結(jié)果。這個曲線可以用于設(shè)定注塑機(jī)螺桿在注塑過程中的運(yùn)動： </p><p>　　●氣穴位置分析結(jié)果。氣穴應(yīng)當(dāng)分布在分型面或者筋的末端；</p><p>　　●熔接線分析結(jié)果。熔接線應(yīng)盡量避免，當(dāng)無法避免時，就使其處于非外觀處及不影響功能要求的位置。<

90、;/p><p>　　第4章 moldflow流動分析結(jié)果及應(yīng)用</p><p><b>　　4.1流動分析結(jié)果</b></p><p>　　這里主要進(jìn)行了填充時間分析、壓力分析、流動前沿溫度分析、 冷凝層因子分析、注塑口壓力曲線分析、氣穴位置分析和熔接線分析。</p><p>　　4.1.1填充時間分析。</p>

91、<p>　　低速填充時，流速平穩(wěn)，制品尺寸比較穩(wěn)定，波動較小，制品內(nèi)應(yīng)力低，制品內(nèi)外各向應(yīng)力趨于一致。在較為緩慢的充模條件下，料流的溫差，特別是澆口前后料的溫差大，有助于避免縮孔和凹陷的發(fā)生。但由于充模時間延續(xù)較長容易使制件出現(xiàn)分層和結(jié)合不良的熔接痕，不但影響外觀，而且使機(jī)械強(qiáng)度大大降低。 高速填充時，料流速度快，當(dāng)高速充模順利時，熔料很快充滿型腔，料溫下降得少，黏度下降得也少，可以采用較低的注射壓力，是一種熱料充模態(tài)勢。

92、高速充模能改進(jìn)制件的光澤度和平滑度，消除了接縫線現(xiàn)象及分層現(xiàn)象， 收縮凹陷小，顏色均勻一致，對制件較大部分能保證豐滿。但容易產(chǎn)生制品起泡或制件發(fā)黃，甚至燒傷變焦，或造成脫模困難，或出現(xiàn)充模不均的現(xiàn)象。 零件所選用的材料為塑料黏度高，流動性差的POM，熔料到達(dá)薄壁處易冷凝而滯留，所以采用低壓慢速不能完全充滿型腔各個角落的。另外零件對顏色的要求也很高，不能出現(xiàn)制件發(fā)黃及燒傷現(xiàn)象， 所以又不能采用高速填充。</p><p&

93、gt;　　從圖5-1可以看出，填充速度為2.465秒，最遠(yuǎn)兩端（上下）的時間差為 0.6左右秒。既保證了整體的填充時間，同時又能夠保證外觀的功能要求</p><p>　　圖4-1填充時間分析結(jié)果</p><p>　　4.1.2壓力分析 </p><p>　　使用的最大壓力應(yīng)低于注射機(jī)的壓力極限，很多注射機(jī)的壓力極限為 140MPa。模具的設(shè)計(jì)壓力極限最好為100MP

94、a左右。如果所用注塑機(jī)的壓力極限高于140MPa，則設(shè)計(jì)極限可相應(yīng)增大。模具的設(shè)計(jì)壓力極限應(yīng)大約為注射機(jī)極限的80%。假如分析沒有包括澆注系統(tǒng)，設(shè)計(jì)壓力極限應(yīng)為注射機(jī)極限的50%。 同充模時間一樣，壓力分布也應(yīng)該平衡。壓力圖和充模時間圖看起來應(yīng)該十分相似，如果相似。則充模時制件內(nèi)就只有很少或沒有潛流。 從圖4-2中可以看出，最大壓力為88.56MPa，壓力低于注射機(jī)的 壓力極限100Pa。 另外從圖中我們也可以看出，壓力分布并不是均勻的

95、。是由于產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)造成的，因?yàn)楦鶕?jù)產(chǎn)品的功能要求，無法將產(chǎn)品設(shè)計(jì)成對稱結(jié)構(gòu)。所以在注塑過程要根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行全理的參數(shù)控制，保證產(chǎn)品的質(zhì)量要求，避免產(chǎn)品發(fā)生注塑缺陷。</p><p>　　圖4-2壓力分析結(jié)果 </p><p>　　4.1.3流動前沿溫度分析</p><p>　　流動前沿溫度是聚合物熔體充填一個節(jié)點(diǎn)時中間流溫度。因?yàn)樗淼氖墙孛嬷行牡臏囟?，因此其?/p>

96、化不大。 流動靜沿溫度圖可與熔接線圈結(jié)合使用。熔接線形成時熔體的溫度高，則熔接線的質(zhì)量就好。而在一個截面內(nèi)熔接線首先形成的地方是截面的中心，因此，如果流動前沿的溫度高，熔接線強(qiáng)度通常都高。 同時，流動前沿的溫度接近熔體溫度易于成型，但是嚴(yán)禁前沿溫度 超過熔體溫度，如果超過熔體溫度將會造成產(chǎn)品燒傷現(xiàn)象。反之，如果前沿溫度過低，將會導(dǎo)致產(chǎn)品成型困難。 </p><p>　　從圖4-3中可以看出，流動前沿的溫度低于我們

97、所選擇的原材料的熔體溫度，能夠很好滿足產(chǎn)品的成型要求，同時又不會出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量缺陷問題。</p><p>　　圖4-3流動前沿溫度分析結(jié)果</p><p>　　4.1.4凍結(jié)層因子分析 </p><p>　　凍結(jié)層厚度是中間數(shù)據(jù)結(jié)果。要觀察制件和澆口凍結(jié)的時間，該結(jié)果非常有用。它可以決定保壓補(bǔ)縮時問的長短。 </p><p>　　保壓補(bǔ)縮是從熔

98、體充滿型腔時起至柱塞或螺桿退回時為止的時間內(nèi)，塑料仍處于螺桿的壓力下，熔體會繼續(xù)注入模腔內(nèi)以彌補(bǔ)因冷卻收縮而產(chǎn)生的空隙，使模腔中的塑料能成型出形狀完整而致密的塑件。這對提高塑件質(zhì)量、減少塑件的收縮、克服缺陷具有重要意義。所以冷凝層百分比比例不可以過高，如果過高會使制件上靠近澆口的一些區(qū)域凍結(jié)得早，就會造成補(bǔ)縮因難，從而導(dǎo)致遠(yuǎn)離澆口的區(qū)域具有高的收縮率。注塑出來的產(chǎn)品就會有明顯的縮痕，影響產(chǎn)品的外觀及使用功能。 </p>&

99、lt;p>　　從圖4-4中，可以看出凍結(jié)層因子比例為0.25左右。所以，可以很好的滿足保壓補(bǔ)縮，從而保證產(chǎn)品的質(zhì)量。</p><p>　　圖4-4凍結(jié)層因子分析結(jié)果</p><p>　　4.1.5注塑口壓力曲線分析 </p><p>　　注射節(jié)點(diǎn)足觀察2維XY圖的常用節(jié)點(diǎn)。通過注射位置壓力的XY圖 可以容易地看到壓力的變化情況。當(dāng)聚合物熔體被注入型腔后，壓力持

100、續(xù)增高。假如壓力出現(xiàn)尖蜂（通常出現(xiàn)在充?？旖Y(jié)束時），表明制件沒有很好達(dá)到平衡充模，或者是由于流動前沿物料體積的明顯減少使流動前沿的速度提高。注塑口壓力是注塑參數(shù)中較為重要的參數(shù)，如果參數(shù)設(shè)置不合理， 將會出現(xiàn)過注和欠注的質(zhì)量缺陷。同時，注塑口壓力直接決定了注塑機(jī)的最小壓力。</p><p>　　從圖4-5中可以看出，注塑該產(chǎn)品所用的注塑機(jī)最小壓力要保證在80MPa以上，而我們 通常所用的注塑機(jī)壓力在140MPa左

101、右。</p><p>　　圖4-5注塑口壓力曲線分析結(jié)果</p><p>　　4.1.6氣穴位置分析 </p><p>　　氣穴定義在節(jié)點(diǎn)位置，當(dāng)材料從各個方向流向同一個節(jié)點(diǎn)時就會形成氣穴。氣穴將顯示在其真正出現(xiàn)的位置，但當(dāng)氣穴位于分型面時，氣體可以排出。 氣穴可能造成欠注和保壓不充分，從而造成嚴(yán)重的產(chǎn)品質(zhì)量缺陷。所以制件上的氣穴應(yīng)該消除?？墒褂脦追N方法做到這一點(diǎn)，

102、如改變制件的壁厚、澆口位置和注射時間都有助于消除氣穴。 另外，我們盡量使氣穴處于分型面的區(qū)域。這樣將保證在注塑過程中有利于氣體的排放。</p><p>　　如圖4-6所示，分析結(jié)果表明氣穴并不都在分型面附近，基本處于下端面尾處，因此設(shè)計(jì)模具時，應(yīng)考慮在改位置增加排氣措施。</p><p>　　圖4-6氣穴分析結(jié)果</p><p>　　4.1.7熔接線分析 </

103、p><p>　　當(dāng)兩股聚合物熔體的流動前沿匯集到一起，或一股流動前沿分開后又合到一起時，就會產(chǎn)生熔接線，如聚合物熔體沿一個孔流動。有時， 當(dāng)有明顯的流速差時，也會形成熔接線。厚壁處的材料流得快，薄壁處流得慢，在厚薄交界處就可能形成熔接線。熔接線為分流匯交部位，很難避免，但通過調(diào)整參數(shù)可以改變?nèi)劢泳€的位置，也可以通過產(chǎn)品設(shè)計(jì)時注意壁厚的均勻來減小熔接痕，同時要使熔接線處于受力較小、不能影響外觀的位置。熔接線對網(wǎng)格密度非

104、常敏感。由于網(wǎng)格劃分的原因，有時熔接線可能顯現(xiàn)在并不存在的地方，或有時在真正有熔接線的地方?jīng)]有顯示。為確定熔接線是否存在，可與充模時間一起顯示。同時熔接線也可與溫度圖和壓力圖一起顯示，以判斷它們的相對質(zhì)量。</p><p>　　圖4-7熔接痕分析結(jié)果</p><p>　　4.2流動分析結(jié)果應(yīng)用</p><p>　　通過流動分析結(jié)果，要不斷優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)和工藝

105、參數(shù)的調(diào)整。最終完成產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作、模具最終的設(shè)計(jì)工作和注塑工藝參數(shù)的設(shè)定。 </p><p>　　4.2.1流動分析結(jié)果在模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。</p><p>　　moldflow流動分析結(jié)果在模具設(shè)計(jì)中應(yīng)用主要是用來確定澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來保證注塑過程的準(zhǔn)確、確保模具的結(jié)構(gòu)要同材料的流動性相一致、保證模具的結(jié)構(gòu)與材料的結(jié)晶與取向相一致和確保排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能夠滿足氣體的有效排出來避免氣穴的

106、產(chǎn)生。在流動分析結(jié)果中主要用于模具設(shè)計(jì)的結(jié)果有填充時間分析結(jié)果、熔接線分析結(jié)果、氣穴位置分析結(jié)果、壓力分析結(jié)果和流動前沿溫度分析結(jié)果。</p><p>　　4.2.1.1填充時間分析結(jié)果的應(yīng)用 </p><p>　　澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是模具設(shè)計(jì)的一個重要環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)合理與否對塑件的性能、尺寸、內(nèi)外部質(zhì)量及模具的結(jié)構(gòu)、塑料的利用率等有較大影響。澆注系統(tǒng)主要由主流道、分流道、冷料井和澆口四部分組成。

107、 </p><p>　　主流道是指澆注系統(tǒng)中從注塑機(jī)噴嘴與模具接觸處開始到分流道為 止的塑料熔體的流動通道，是熔體最先流經(jīng)模具的部分。它與注塑機(jī)噴嘴在同一軸心上，它的形狀與尺寸對塑料熔體的流動速度和充模時間有較大的影響。因此。在設(shè)計(jì)主流道結(jié)構(gòu)時必須使熔體的溫度降和壓力損失最小。根據(jù)填充時間分析結(jié)果知道填充時間為3秒左右，時間較短。所以 我們將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形并安裝在模具的澆口套中。 </p>&l

108、t;p>　　分流道是在溫度較高的塑料熔體和溫度相對較低的模具之間提供較小的接觸面積，以減少熱量的損失。因?yàn)榇肆慵⑺軙r間較短，所以熱量損失一定要控制在最小，同時我們又要考慮到可制造性和經(jīng)濟(jì)性，所以我們最終對分流道的結(jié)構(gòu)采用的是T型結(jié)構(gòu)。這樣既滿足了加工較容易，又保證了熱量損失與壓力損失均比較少。冷料井是澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)之一，它的作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流前鋒冷料，以免這些冷料進(jìn)入型腔。因?yàn)?，如果這些冷料進(jìn)入到型腔 里面，既會影響熔

109、體填充的速度，又影響成型塑件的質(zhì)量。但是在一些 結(jié)構(gòu)不復(fù)雜的，表面質(zhì)量要求不高的制品中，冷料井是可以省略的。我們考慮到制造及使用的效率，我們將冷料井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為倒錐形。 </p><p>　　澆口的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與位置的選擇恰當(dāng)與否，直接關(guān)系到塑料件能否被保證質(zhì)量地注射成，功。在填充分析結(jié)果中可以看到采用四個澆口，同時將四個澆口分布在整個制件的中間位置，可以很好的滿足填充時問的平衡。由于此產(chǎn)品所選用的材料POM具有很大的

110、黏度，所以在設(shè)計(jì)澆口結(jié)構(gòu)時采用的是點(diǎn)澆口，點(diǎn)澆口是一種截面尺寸很小的澆口，俗稱小澆口。這種澆口由于前后兩端存在較大的壓力差，可較大程度地增大塑料熔體的剪切速率并產(chǎn)生較大的剪切熱，從而導(dǎo)致熔體的表現(xiàn)黏度下降，流動性增加，有利于型腔的填充，因而對于薄壁塑件是相當(dāng)有利的。這種澆口還容易實(shí) 現(xiàn)自動切斷料把，澆口在制品上的殘留痕跡小而不影響制品表面質(zhì)量。 通過上述內(nèi)容我們知道澆注系統(tǒng)的形式、尺寸、結(jié)構(gòu)以及冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和熔料的流動阻力等因素都會直

111、接影響熔料的流動性。</p><p>　　4.2.1.2熔接線分析結(jié)果的應(yīng)用 </p><p>　　從熔接線分析結(jié)果中我們看到了熔接線的分布位置。總體上來講，這些熔接線所在的位置對零件并沒有太大影響，但是熔接線的存在將會對產(chǎn)品的力學(xué)性能產(chǎn)生一定的影響。所以為了我們要盡量減少熔接線的數(shù)量，同時要保證熔接線處的機(jī)械強(qiáng)度，我們必須在設(shè)計(jì)模具澆注系統(tǒng)時，在保持熔體流動速率的前提下盡量減小流道尺寸，