畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告-模流分析報(bào)告

1、<p>　　The Molding CAE for the Plastic Product of Mobile Charger </p><p>　　Rear Shell and Design & Manufacturing of Mold</p><p>　　系 部 模具技術(shù)系 </p><p>　　專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)

2、與制造 </p><p>　　班 級 模具0838班 </p><p>　　學(xué)生姓名 丁寶健 </p><p>　　學(xué) 號 20813806 </p><p>　　指導(dǎo)老師 張金標(biāo) 莫建華 </p><p>　　2011年 4 月15 日<

3、/p><p>　　摘要：該畢業(yè)設(shè)計(jì)根據(jù)企業(yè)的需要，課題為手機(jī)充電器后蓋塑件成型CAE及模具設(shè)計(jì)制造。該文首先介紹了我國塑料模具的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及我國塑料模具發(fā)展的新技術(shù)，著重介紹了模具CAD/CAE/CAM技術(shù)及其應(yīng)用情況。其次圍繞手機(jī)充電器后蓋塑件進(jìn)行成型CAE分析，對注塑成型模具進(jìn)行了設(shè)計(jì)，其主要內(nèi)容包括：針對制品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定模具的型腔數(shù)目、分型面以及脫模機(jī)構(gòu)。選擇合理的澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)。分析并設(shè)計(jì)注塑工藝

4、，制定合理的注塑工藝流程，正確選用注塑設(shè)備。然后查閱模具設(shè)計(jì)手冊，選擇模架，確定模架的結(jié)構(gòu)尺寸，完成模具的總體設(shè)計(jì)。利用UG NX軟件對零件進(jìn)行三維造型, 并實(shí)現(xiàn)零件的三維裝配，同時(shí)充分利用計(jì)算機(jī)繪圖軟件對零件進(jìn)行設(shè)計(jì), 形成了整套注塑模具CAD圖。最后講述了塑料模具的制造：模具的生產(chǎn)過程、模具零件的主要加工方法及數(shù)控加工程序編制。該畢業(yè)設(shè)計(jì)使得作者對模具整個(gè)設(shè)計(jì)與制造過程有了更深的理解。</p><p>　　關(guān)

5、鍵詞：注塑成型 優(yōu)化 CAD/CAE/CAM 模具設(shè)計(jì) 模具加工 工藝</p><p>　　Abstract: Based on the requirements of daily life, the topic of this diploma project is The Molding CAE for the Plastic Product of Mobile Charger Rear Shell and D

6、esign & Manufacturing of Mold. First, the article introduced the present situation of plastic mold, the trend and new technology of the development in our country. Emphasize introduce the technique of mold CAD/CAE/CA

7、M and its application. Second, it carries on the CAE for plastic product of mobile charger rear shell molding and the desi</p><p>　　Key word: injection molding; optimize; CAD/CAE/CAM; mold design; mold manuf

8、acturing; process </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　引言5</b></p><p>　　第1部分 模流分析報(bào)告8</p><p>　　1.1 基礎(chǔ)理論知識8</p><p>　　1.1.1

9、 注塑模CAD/CAE/CAM技術(shù)8</p><p>　　1. 注塑模CAD/CAE/CAM系統(tǒng)組成8</p><p>　　2 注塑模CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的運(yùn)用過程及特點(diǎn)8</p><p>　　1.1.2 Moldflow軟件技術(shù)應(yīng)用11</p><p>　　1．Moldflow 軟件概要11</p><p

10、>　　2. Moldflow Plastic Insight（MPI）認(rèn)識12</p><p>　　1.2 制件分析13</p><p>　　1.2.1 制件結(jié)構(gòu)分析13</p><p>　　1.2.2 制件材料分析15</p><p>　　1. 物料性能15</p><p>　　2. 成型性能15&

11、lt;/p><p>　　1.3 模流分析模型準(zhǔn)備16</p><p>　　1.3.1 模型簡化16</p><p>　　1.3.2 網(wǎng)格模型診斷修復(fù)17</p><p>　　1. 網(wǎng)格劃分與統(tǒng)計(jì)17</p><p>　　2. 縱橫比診斷及修復(fù)18</p><p>　　3. 其他網(wǎng)格缺陷的診

12、斷修復(fù)19</p><p>　　1.4 澆口位置方案優(yōu)化20</p><p>　　1.4.1 初始方案20</p><p>　　1.4.2 優(yōu)化方案21</p><p>　　1.4.3 結(jié)論22</p><p>　　1.5 保壓、冷卻工藝方案優(yōu)化23</p><p>　　1.5.1

13、初始方案23</p><p>　　1．初始方案設(shè)定23</p><p>　　2．初始方案部分分析結(jié)果23</p><p>　　1.5.2 優(yōu)化方案25</p><p>　　1．優(yōu)化方案設(shè)定25</p><p>　　2. 優(yōu)化方案部分分析結(jié)果26</p><p>　　3. 方案優(yōu)化前后

14、質(zhì)量控制參量對比27</p><p>　　1.5.3 結(jié)論28</p><p>　　第2部分 模具設(shè)計(jì)說明書錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　2.1 產(chǎn)品成型總體方案確定錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　2.1.1 制件成型方法選擇錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　2.1.2 模具布局方案

15、的確定錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　2.2 注塑設(shè)備的選擇錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　2.2.1 計(jì)算塑件的體積和重量錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　2.2.2 選擇設(shè)備型號、規(guī)格、確定型腔數(shù)錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　2.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p

16、>　　2.3.1 確定成型位置錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　2.3.2 分型面的選擇錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　2.3.3 澆口套的選用錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　2.4.4 流程比的校核錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　2.4 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤!未定義書簽。</p>&

17、lt;p>　　2.4.1 頂出機(jī)構(gòu)錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　2.4.2 脫模力的計(jì)算錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　2.5 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　2.5.1 抽拔距與抽拔力的計(jì)算錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　1. 抽芯距的計(jì)算錯(cuò)誤!未定義書簽。</p&g

18、t;<p>　　2. 抽芯力的計(jì)算錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　2.5.2 抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　1. 滑塊與滑塊槽的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　2. 定位裝置的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　3. 斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)與計(jì)算錯(cuò)誤!未定義書簽。</p&

19、gt;<p>　　2.6 溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的選擇錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　2.6.1 模具溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　2.6.2 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　2.6.3 冷卻裝置的布置如下錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　2.7 注射機(jī)有關(guān)

20、工藝參數(shù)的校核錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　2.7.1 注射量的校核錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　2.7.2 鎖模力與注射壓力的校核錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　1. 鎖模力的校核錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　2. 注射壓力的校核錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　

21、2.7.3 材料厚度與注射機(jī)開模行程的校核錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　1. 材料厚度的校核錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　2. 注射機(jī)開模行程校核錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　2.8 成型零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)構(gòu)形式錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　2.8.1 成型零部件的結(jié)構(gòu)形式錯(cuò)誤!未定義書簽。

22、</p><p>　　1. 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　2. 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　2.8.2 成型零部件的工作尺寸的計(jì)算錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　2.9 模架、支承與連接零件的設(shè)計(jì)與選擇錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　2.9.1

23、定模座板（400mm×500mm×30mm）錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　2.9.2 定模板（330 mm×500mm×80mm）錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　2.9.3 動(dòng)模板（330mm×500mm×100mm）錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　2.9.4 動(dòng)模座板（40

24、0mm×500mm×30mm）錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　2.10 合模導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　2.10.1 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　2.10.2 導(dǎo)向孔、導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)及要求錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　2.10.3 導(dǎo)柱布置錯(cuò)誤

25、!未定義書簽。</p><p>　　2.11 排氣與引氣系統(tǒng)錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　2.11.1 排氣系統(tǒng)的作用及氣體來源錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　2.11.2 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　2.11.3 本方案的排氣方式錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p&g

26、t;　　第3部分 模具加工工藝與使用維護(hù)方案錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　3.1 模具型芯零件加工工藝方案錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　3.1.1 工藝路徑錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　3.1.2 加工工藝卡錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　3.1.3 數(shù)控銑削加工編程錯(cuò)誤!未定義書簽。</

27、p><p>　　1. 粗加工工藝錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　2. 精加工工藝錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　3. 清根加工工藝錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　4. 后處理生成加工程序錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　3.2 模具裝配工藝方案錯(cuò)誤!未定義書簽。</p>

28、<p>　　3.2.1塑料模具裝配與調(diào)試的基本工作流程錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　3.2.2 模具裝配工藝流程錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　3.3 模具的安裝與調(diào)機(jī)要點(diǎn)錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　3.3.1 模具安裝與調(diào)機(jī)錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　3.3.2 調(diào)試問題解決要點(diǎn)

29、錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　3.4 模具使用維護(hù)要點(diǎn)錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　3.4.1 模具使用錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　3.4.2 模具的維護(hù)錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　第4部分 科技英文資料中文翻譯錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　4.1 英文技

30、術(shù)文章——Theory: Cooling Overview錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　4.2 中文翻譯——原理：冷卻綜述錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　第5部分 畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　5.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)工作體會(huì)錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　5.2 畢業(yè)設(shè)計(jì)工作安排錯(cuò)誤!未定義

31、書簽。</p><p>　　5.3 工作進(jìn)程管理錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　5.4 技術(shù)路徑和解決方案錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　5.4.1 技術(shù)路徑錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　5.4.2 系統(tǒng)問題解決方案錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　致 謝錯(cuò)誤!未定義書簽。&

32、lt;/p><p>　　參考文獻(xiàn)錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　附件 模具圖紙錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　近年來，我國塑料模具工業(yè)水平已有較大提高。大型塑料模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá)50t以上的注塑模，精密塑料模的精度已可達(dá)到3μm，制件精度為0.5μm的小模數(shù)

33、齒輪模具及達(dá)到高光學(xué)要求的車燈模具等也已能生產(chǎn)，多腔塑料模已能生產(chǎn)一模7800腔的塑封模，高速模具方面已能生產(chǎn)4m/min以上擠出速度的高速塑料異型材擠出模及主型材雙腔共擠、雙色共擠、軟硬共擠、后共擠、再生料共擠出和低發(fā)泡鋼塑共擠等各種模具。在生產(chǎn)手段上，模具企業(yè)設(shè)備數(shù)控化率已有較大提高，CAD/CAE/CAM技術(shù)的應(yīng)用面已大為擴(kuò)大，高速加工及RP/RT等先進(jìn)技術(shù)的采用已越來越多。模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率及模具商品化率都已有較大幅度的提高，

34、熱流道模具的比例也有較大提高。三資企業(yè)蓬勃發(fā)展進(jìn)一步促進(jìn)了塑料模具設(shè)計(jì)制造水平及企業(yè)管理水平的提高。</p><p>　　國外注塑成型技術(shù)在向多工位、高效率、自動(dòng)化、連續(xù)化、低成本方向發(fā)展。并且先進(jìn)工業(yè)國家在鏈條與模具生產(chǎn)中均采用了可靠性設(shè)計(jì)以及CAD/CAM技術(shù)，開發(fā)新品速度快、精度高，質(zhì)量較有保證。國際著名商品化三維CAD/CAM系統(tǒng)，如美國的UG、Pro/E、Solid works、MDT等均陸續(xù)在模具界得

35、到應(yīng)用。UG公司開發(fā)了同類型的模塊UG/mold wizard。目前發(fā)達(dá)國家模具標(biāo)準(zhǔn)化程度達(dá)到50%以上，并有完善的標(biāo)準(zhǔn)系列，包括零件標(biāo)準(zhǔn)和模架標(biāo)準(zhǔn)，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織已制訂了國際模具系列標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)件品種多，規(guī)格全，質(zhì)量高，而且全部均已商品化。塑料成型模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率、自動(dòng)化、大型、精密、長壽命模具在模具總產(chǎn)量中所占比例越來越大，模具的發(fā)展趨勢正在朝塑料模的高效率自動(dòng)化、大型塑料模具、高精度塑料模具和模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（

36、CAD）輔助工程（CAE）方向發(fā)展。</p><p>　　模具行業(yè)是一個(gè)高新技術(shù)密集型，且又十分重視經(jīng)驗(yàn)的行業(yè)。隨著近代工業(yè)的飛速發(fā)展，塑料制品的用途日益廣泛，注塑模具工藝得到空前的發(fā)展，依靠人工經(jīng)驗(yàn)來設(shè)計(jì)模具已經(jīng)不能滿足需要，企業(yè)越來越多地利用注塑模流分析技術(shù)來輔助進(jìn)行塑料模具的設(shè)計(jì)，指導(dǎo)塑料成型生產(chǎn)。</p><p>　　模塑CAE技術(shù)是多學(xué)科相互交叉的產(chǎn)物，既包含數(shù)理計(jì)算方法，又加入

37、了諸多資深工程師的經(jīng)驗(yàn)。模塑CAE分析是優(yōu)化模具設(shè)計(jì)與產(chǎn)品成型工藝的最佳途徑。利用這類軟件，設(shè)計(jì)人員可以仿真出塑料成型過程中的充填、保壓、冷卻及脫模后的翹曲變形等過程及結(jié)果，準(zhǔn)確預(yù)測塑料熔膠在模腔內(nèi)的流動(dòng)狀況，溫度、壓力、剪切應(yīng)力以及體積收縮等變量在整個(gè)充填過程中某瞬間的分布情況。利用注塑模流分析技術(shù)，能預(yù)先分析模具設(shè)計(jì)的合理性，減少試模次數(shù)，加快產(chǎn)品研發(fā)速度，提高企業(yè)生產(chǎn)效率。</p><p>　　其優(yōu)點(diǎn)更體現(xiàn)

38、在產(chǎn)品全壽命周期管理（PLM）中。在設(shè)計(jì)注塑制品時(shí)，能夠在保證塑件成型的前提下，優(yōu)化制品的厚度設(shè)計(jì)，合理進(jìn)行材料的選擇。從而降低注塑材料、注塑模具的生產(chǎn)成本，加速產(chǎn)品上市速度，增強(qiáng)產(chǎn)品競爭力。在設(shè)計(jì)注塑模具時(shí)，可優(yōu)化型腔及澆注系統(tǒng)的布置，確定流道、澆口的尺寸，并可根據(jù)分析得出的收縮率，確定模具的型腔、型芯尺寸，預(yù)估注射壓力和鎖模力，以利于選擇合適的注塑機(jī)，保證塑件成型質(zhì)量，降低注塑機(jī)使用成本。在產(chǎn)品決策時(shí)，可根據(jù)分析結(jié)果合理確定注塑制品

39、的成型周期，并結(jié)合材料價(jià)格和注塑機(jī)運(yùn)作情況，正確預(yù)測注塑制品的生產(chǎn)成本和產(chǎn)品價(jià)格，提高決策的可靠性。在制定注塑工藝時(shí)，可優(yōu)化注射壓力、注射時(shí)間、保壓時(shí)間、模具溫度、熔融樹脂溫度及制品脫模溫度等工藝參數(shù)，從而優(yōu)化成型工藝，減少試模費(fèi)用，降低塑件成本。</p><p>　　注塑模具是塑料成型加工的重要裝備，近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的蓬勃發(fā)展及其向各個(gè)領(lǐng)域的不斷滲透，國內(nèi)絕大多數(shù)的現(xiàn)代化模具及塑料生產(chǎn)企業(yè)都非常重視計(jì)算機(jī)

40、輔助技術(shù)的應(yīng)用，基本淘汰了傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式。利用現(xiàn)代的設(shè)計(jì)理論，并結(jié)合先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)進(jìn)行注塑模的設(shè)計(jì)和改進(jìn)，能夠大幅度提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短研發(fā)周期，降低生產(chǎn)成本，提升企業(yè)的核心競爭能力。</p><p>　　隨著工業(yè)生產(chǎn)的飛速發(fā)展，新產(chǎn)品的不斷涌現(xiàn)，對模具的設(shè)計(jì)與制造速度、加工質(zhì)量，提出了更高的要求，即要求以最短的周期、最低的成本來完成這一工裝準(zhǔn)備工作，以加速新產(chǎn)品投產(chǎn)及產(chǎn)品更新?lián)Q代，提高經(jīng)濟(jì)效益及競爭力。在現(xiàn)

41、代工業(yè)生產(chǎn)中，模具的應(yīng)用日益廣泛，已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。模具工業(yè)的水平和發(fā)展?fàn)顩r已被認(rèn)為是衡量一個(gè)國家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。作為注塑成型加工的主要工具之一的注塑模具，在質(zhì)量、精度、制造周期以及注塑成型過程中的生產(chǎn)效率等方面水平高低，直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量、成本及產(chǎn)品的更新?lián)Q代，同時(shí)也決定著企業(yè)在市場競爭中的反應(yīng)能力和速度。</p><p>　　本課題是手機(jī)充電器后蓋塑件成型CAE及模具設(shè)

42、計(jì)制造，課題來源于常州TSK精密注塑有限公司。</p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計(jì)首先對塑件進(jìn)行三維造型針。根據(jù)制件及技術(shù)要求，進(jìn)行澆口位置分析、成型窗口分析、充填分析，進(jìn)行結(jié)果解析，預(yù)測產(chǎn)品質(zhì)量缺陷；進(jìn)行模具布局設(shè)定，初步確定冷卻方案及工藝參量設(shè)定，進(jìn)行冷卻分析、流動(dòng)分析、翹曲分析，進(jìn)行結(jié)果解析；優(yōu)化澆注系統(tǒng)、模具冷卻方案、工藝參量設(shè)定，進(jìn)行冷卻、流動(dòng)、翹曲分析，解析分析結(jié)果。確定最終優(yōu)化模具方案及成型工藝方案，預(yù)

43、測產(chǎn)品質(zhì)量，制定注塑成型工藝卡。</p><p>　　在進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首先對塑件進(jìn)行結(jié)構(gòu)工藝性分析。該塑件形狀不規(guī)則，有側(cè)孔及內(nèi)部有凸臺，所以加工有一定的難度。且采用的是PC材料，它具有成型性好，收縮率較大，力學(xué)性能好等特點(diǎn)。由于手機(jī)充電器后蓋塑件為日常生活用品，內(nèi)部的圓柱凸臺是用來定位的，所以要求型腔的加工位置精度要高。</p><p>　　根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)工藝特點(diǎn)，進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

44、。在選擇注塑機(jī)時(shí)，主要從注射量、鎖模力等方面進(jìn)行考慮；并確定注塑工藝流程，編寫注塑工藝流程圖。接著對各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，如澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、推出系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)等。</p><p>　　通過對模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，利用UG NX對零件進(jìn)行三維造型和模具裝配設(shè)計(jì)，繪制模具的裝配圖和一系列零件圖。</p><p>　　對主要成型零件，制定零件加工工藝卡，應(yīng)用CAM對成型零件進(jìn)行粗精加工程序編制，進(jìn)行模

45、具凹型腔仿真加工，采用合理的加工工藝路線，對模具的裝配工藝進(jìn)行分析，編寫模具裝配工藝流程。</p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　手機(jī)充電器后蓋塑件成型CAE及模具設(shè)計(jì)制造</p><p><b>　　第1部分</b></p><p><b>　　模<

46、/b></p><p><b>　　流</b></p><p><b>　　分</b></p><p><b>　　析</b></p><p><b>　　報(bào)</b></p><p><b>　　告</b>

47、;</p><p>　　第1部分 模流分析報(bào)告</p><p>　　1.1 基礎(chǔ)理論知識</p><p>　　1.1.1 注塑模CAD/CAE/CAM技術(shù)</p><p>　　1. 注塑模CAD/CAE/CAM系統(tǒng)組成 CAD/CAE/CAM系統(tǒng)是一門綜合技術(shù)。CAD/CAE/CAM 的含義分別是：CAD(Computer Aided De

48、sign) ——計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)；CAE(Computer Aided Engineering) ——計(jì)算機(jī)輔助工程；CAM(Computer Aided Manufacturing) ——計(jì)算機(jī)輔助制造。</p><p>　　目前，市場上CAD/CAE/CAM軟件、硬件品種繁多，但現(xiàn)在還沒有一套專業(yè)的、集成化的注塑模CAD/CAE/CAM系統(tǒng)。絕大多數(shù)企業(yè)使用的CAD/CAE/CAM系統(tǒng)是企業(yè)根據(jù)自身的技術(shù)特點(diǎn)、

49、資金情況，從市場上采購合適的CAD/CAM通用機(jī)械軟件和專業(yè)的注塑模CAE分析軟件配套集合而成的。</p><p>　　一套注塑模CAD/CAE/CAM系統(tǒng)一般由硬件系統(tǒng)和相應(yīng)的軟件系統(tǒng)組成的，如圖1-1所示。</p><p>　　圖1-1 注塑模CAD/CAE/CAM系統(tǒng)基本組成</p><p>　　2 注塑模CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的運(yùn)用過程及特點(diǎn) 注塑模

50、CAD/CAE/CAM系統(tǒng)是一個(gè)有機(jī)的整體，整套系統(tǒng)與企業(yè)的人才、技術(shù)相結(jié)合，最終將決定企業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。其中的技術(shù)因素主要是企業(yè)在模具方面多年積累的知識、經(jīng)驗(yàn)和技巧。</p><p>　?。?）傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)與制造過程 傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)與制造過程如圖1-2所示。</p><p>　　圖1-2 傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)制造過程</p><p>　　1）產(chǎn)品設(shè)計(jì)和模型構(gòu)

51、建。模具設(shè)計(jì)人員根據(jù)用戶提供的資料（一般包括三種類型的資料，第一種是產(chǎn)品樣件，第二種是圖紙，第三種既有產(chǎn)品樣件又有圖紙，但需要修改樣件模型），構(gòu)建產(chǎn)品模型，繪制詳細(xì)的產(chǎn)品圖紙，計(jì)算加工材料的收縮率，為模具設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備。</p><p>　　2）模具設(shè)計(jì)。根據(jù)上述產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)果來確定注塑機(jī)型號、型腔數(shù)量、型腔排列、分型面和抽芯機(jī)構(gòu)等，同時(shí)要設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)及導(dǎo)向系統(tǒng)等，確定模架等標(biāo)準(zhǔn)件，選用

52、模具材料，繪制模具裝配圖和主要零部件圖紙。</p><p>　　3）模具制造。在模具裝配圖及零部件圖繪制完成之后，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，經(jīng)過一系列的加工、制造和裝配過程，完成模具的制造。</p><p>　　4）試模、修模。在模具制造裝配完成之后，需在事先選定的注塑機(jī)上進(jìn)行試模。如果試模順利，就要對產(chǎn)品形狀、尺寸進(jìn)行校驗(yàn)，檢查產(chǎn)品與設(shè)計(jì)要求的符合程度；如果在試模時(shí)發(fā)現(xiàn)模具本身存在問題，那么模具就要

53、送回模具車間進(jìn)行修模處理，直到試模成功，打出合格的產(chǎn)品。修模、試模是一個(gè)十分繁瑣、復(fù)雜的過程。在許多情況下，還涉及到模具設(shè)計(jì)方案的修改，需要對模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行較大的改動(dòng)，造成反復(fù)的修模、試模。需要注意的是，反復(fù)的修模會(huì)造成模具內(nèi)部質(zhì)量的變化（如出現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力等），導(dǎo)致模具的整體性能降低，致使塑料制品質(zhì)量不能達(dá)標(biāo)，存在著模具全部報(bào)廢的可能性。</p><p>　?。?）基于CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)與制造過程

54、傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造方法存在著諸多弊端。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的日益發(fā)展，CAD/CAE/CAM技術(shù)在現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用，使用該技術(shù)不僅能夠提高一次試模成功率，而且可以使模具設(shè)計(jì)和制造在質(zhì)量、性能及成本上都有很大程度的提升。圖1-3所示為使用CAD/CAE/CAM技術(shù)進(jìn)行模具設(shè)計(jì)與制造的基本過程。</p><p>　　圖1-3 基于CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)與制造</p><p&

55、gt;　　1）計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)由硬件和軟件組成。硬件包括計(jì)算機(jī)及其外圍設(shè)備。軟件包括系統(tǒng)程序、專業(yè)應(yīng)用程序和各種輔助程序。</p><p>　　注塑機(jī)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)過程主要包括以下兩個(gè)環(huán)節(jié)。</p><p>　　在樣品或圖紙基礎(chǔ)上利用CAD軟件進(jìn)行三維造型。</p><p>　　在真實(shí)感效果評價(jià)滿意的基礎(chǔ)上進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。</p>

56、;<p>　　2）計(jì)算機(jī)輔助工程分析（CAE）。CAE技術(shù)是一門以CAD/CAM技術(shù)水平的提高為發(fā)展動(dòng)力，以高性能計(jì)算機(jī)和圖形顯示設(shè)備為發(fā)展條件，以計(jì)算力學(xué)中的邊界元、有限元、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及模態(tài)分析等方法理論為基礎(chǔ)的一項(xiàng)較新的技術(shù)。</p><p>　　注塑成型過程中，塑料在型腔中的流動(dòng)、成型與材料的性能、制品的形狀尺寸、成型溫度、成型速度、成型壓力、成型時(shí)間、型腔表面情況和模具設(shè)計(jì)等一系列因素有關(guān)

57、。因此，對于新產(chǎn)品或一些形狀復(fù)雜、質(zhì)量和精度要求較高的產(chǎn)品，即使是具有豐富經(jīng)驗(yàn)的工藝和模具設(shè)計(jì)人員，也很難保證一次性成功地設(shè)計(jì)出合格的模具。利用CAE技術(shù)，在模具基本設(shè)計(jì)完成之后，進(jìn)行注塑成型分析，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的缺陷，從而保證模具設(shè)計(jì)的合理性，提高模具的一次試模成功率，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。</p><p>　　注塑成型CAE分析的內(nèi)容和結(jié)果為模具設(shè)計(jì)和制造提供可靠、優(yōu)化的參考數(shù)據(jù)，其中主要包括：</p&g

58、t;<p>　　澆注系統(tǒng)的平衡，澆口的數(shù)量、位置和大小。</p><p><b>　　熔接痕的位置預(yù)測。</b></p><p>　　型腔內(nèi)部的溫度變化。</p><p>　　注塑過程中的注射壓力和熔融料體在充填過程中的壓力損失。</p><p>　　熔融料體的溫度變化。</p><p&

59、gt;　　剪切應(yīng)力、剪切速率。</p><p>　　根據(jù)CAE分析結(jié)果，可以判斷模具及其澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是否合理，判斷是否合理主要依據(jù)如下基本原則：</p><p>　　各流道的壓差要小，壓力損失應(yīng)基本一致。</p><p>　　整個(gè)澆注系統(tǒng)要基本平衡，即保證熔融料體要同時(shí)到達(dá)，同時(shí)充填型腔。</p><p>　　型腔要基本同時(shí)充填完畢。<

60、;/p><p>　　充填時(shí)間要盡可能短，總體注射壓力要小，壓力損失也要小。</p><p>　　熔接痕和氣穴位置合理，不影響產(chǎn)品質(zhì)量。</p><p>　　3）計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）。計(jì)算機(jī)輔助制造就是借助計(jì)算機(jī)完成制造過程的各項(xiàng)任務(wù)，包括生產(chǎn)工藝準(zhǔn)備和制造過程。注塑模CAM的主要功能包括：</p><p>　　由計(jì)算機(jī)完成整個(gè)模具生產(chǎn)的工藝

61、過程設(shè)計(jì)。</p><p>　　由計(jì)算機(jī)輔助進(jìn)行模具車間現(xiàn)場管理。</p><p>　　完成從模具產(chǎn)品的幾何模型到工藝模型的轉(zhuǎn)換。</p><p>　　加工程序的自動(dòng)編制。</p><p>　　利用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行模具零件的自動(dòng)加工。</p><p>　　利用仿真技術(shù)測試數(shù)控刀具軌跡，檢測是否存在過切及或加工干涉現(xiàn)象。&l

62、t;/p><p>　?。?）注塑模CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的特點(diǎn) 隨著CAD/CAE/CAM技術(shù)在模具行業(yè)的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)、制造方法必將被取代，該技術(shù)的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。</p><p>　　1）縮短模具設(shè)計(jì)與制作周期。CAD系統(tǒng)內(nèi)容豐富并且功能強(qiáng)大，CAD數(shù)據(jù)庫存有大量模具標(biāo)準(zhǔn)件信息。專業(yè)的CAD系統(tǒng)還可以提供模具設(shè)計(jì)的專家輔助系統(tǒng)，其中包含各類經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)參數(shù)和常用設(shè)計(jì)

63、方法，可以減少設(shè)計(jì)人員因經(jīng)驗(yàn)不足而花費(fèi)的時(shí)間，從而大大簡化設(shè)計(jì)過程。電子化的計(jì)算機(jī)圖紙，不僅可以隨時(shí)修改，而且可以方便地輸出，大大縮短設(shè)計(jì)周期。數(shù)控機(jī)床加工的高效率是一般機(jī)床或鉗加工不能比擬的。</p><p>　　2）提高模具質(zhì)量。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)提供的專家設(shè)計(jì)系統(tǒng)，包含大量的綜合技術(shù)信息和理論背景知識，為設(shè)計(jì)人員提供了可靠的科學(xué)依據(jù)。在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)過程中，通過合理的人機(jī)交互過程，可以發(fā)揮設(shè)計(jì)人員和計(jì)算機(jī)系

64、統(tǒng)各自的優(yōu)勢，從而使模具設(shè)計(jì)更加快速、合理。利用CAM技術(shù)可自動(dòng)生成高效、合理的模具零件加工刀具軌跡，數(shù)控機(jī)床的加工精度更可以保證被加工零件的尺寸精度和表面粗糙度。CAE技術(shù)通過仿真模擬，為設(shè)計(jì)人員提供了可靠的參考依據(jù)，以進(jìn)一步優(yōu)化模具設(shè)計(jì)方案。</p><p>　　3）大幅度降低成本。目前在當(dāng)今企業(yè)競爭白熱化的形式下，降低成本是企業(yè)致勝的法寶。通過采用CAD/CAM技術(shù)可以大大縮短設(shè)計(jì)和制造周期，同時(shí)節(jié)約大量的

65、勞動(dòng)力成本。進(jìn)一步采用計(jì)算機(jī)輔助注塑成型分析（CAE）可以實(shí)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)優(yōu)化，避免模具的反復(fù)修模、試模的過程，從而降低成本。</p><p>　　4）有效利用有限的人力資源，充分發(fā)揮設(shè)計(jì)人員的主觀能動(dòng)性。利用CAD/CAE/CAM技術(shù)可以將設(shè)計(jì)人員從繁忙的計(jì)算和繪圖中釋放出來，充分發(fā)揮有限人力資源的最大優(yōu)勢。通過先進(jìn)的設(shè)備和工具，使設(shè)計(jì)人員最大限度地發(fā)揮個(gè)人的主觀能動(dòng)性，得到更多的創(chuàng)造性成果。</p>

66、<p>　　5）利于技術(shù)資料的儲(chǔ)備，提高企業(yè)的管理水平。CAD/CAE/CAM技術(shù)的應(yīng)用可以使企業(yè)方便地整理和儲(chǔ)備企業(yè)技術(shù)資料，使企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)走上良性循環(huán)的軌道。應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)可以使模具設(shè)計(jì)和制造更加科學(xué)合理，減少盲目性。</p><p>　　1.1.2 Moldflow軟件技術(shù)應(yīng)用</p><p>　　1．Moldflow 軟件概要</p><p&g

67、t;　　Moldflow公司是一家專業(yè)從事塑料成型計(jì)算機(jī)輔助工程分析（CAE）的跨國性軟件和咨詢公司。自1978年美國Moldflow公司發(fā)布了世界上第一套流動(dòng)分析軟件以來，幾十年不斷的技術(shù)改革和創(chuàng)新一直主導(dǎo)著CAE軟件市場。Moldflow軟件以87％市場占有率及連續(xù)五年17％的增長率成為全球主流分析軟件，該公司有遍布全球60個(gè)國家超過8000家用戶,在世界各地都有Moldflow的研發(fā)機(jī)構(gòu)及分公司。Moldflow公司擁有自己的材料

68、測試檢驗(yàn)工廠，為分析軟件提供多達(dá)8000余種材料檢測數(shù)據(jù)，極大地提高了分析準(zhǔn)確度。Moldflow軟件為優(yōu)化塑件、模具設(shè)計(jì)和注塑生產(chǎn)工藝提供了一整套解決方案。</p><p>　　Moldflow系列產(chǎn)品包括：</p><p>　　Moldflow Plastic Advisers（快速試模分析），簡稱MPA。MPA允許直接導(dǎo)入CAD實(shí)體進(jìn)行分析，讓用戶在短時(shí)間內(nèi)找到問題所在，并提供實(shí)用的

69、解決方案。</p><p>　　Moldflow Plastic Insight（高級成型分析），簡稱MPI。MPI是關(guān)于產(chǎn)品幾何造型及成型條件最佳化的進(jìn)階模流分析軟件。從材料的選擇、模具的設(shè)計(jì)及成型條件參數(shù)設(shè)定，以確保在射出成型過程中塑料在模具內(nèi)的充填行為模式，以獲得高質(zhì)量產(chǎn)品；</p><p>　　Moldflow Manufacturing Solution（專家試模系統(tǒng)），簡稱MM

70、S。MMS是一套整合了Moldflow分析結(jié)果與注塑成型機(jī)的生產(chǎn)管理系統(tǒng)，為用戶提供實(shí)時(shí)經(jīng)營績效管理所需的生產(chǎn)和工藝數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)了工藝設(shè)置、優(yōu)化和控制的自動(dòng)化。MMS采用直觀、系統(tǒng)、可存檔且全球支持的方法實(shí)現(xiàn)成型工藝的排定、設(shè)置、優(yōu)化、控制和監(jiān)控。</p><p>　　2. Moldflow Plastic Insight（MPI）認(rèn)識 </p><p>　　MPI具有模擬分析注射成型中塑

71、料流動(dòng)形態(tài)、產(chǎn)品體積收縮、冷卻時(shí)間、纖維配向性、產(chǎn)品翹曲等功能，建立了豐富了材料數(shù)據(jù)庫。此外，MPI還能模擬分析氣體輔助注塑成型及熱固性成型等。</p><p>　　使用MPI模擬分析可縮短注塑生產(chǎn)周期。我們通過電腦模擬分析能確定和修改潛在問題。并幫助模具設(shè)計(jì)人員預(yù)測常碰到的問題并加以修正設(shè)計(jì)。幫助合理選擇材料材質(zhì)以節(jié)省材料費(fèi)用，簡化煩瑣的注射成形條件設(shè)定以提高工效，達(dá)到降低成本之目的。</p>&

72、lt;p>　　MPI主要模塊及功能如下：</p><p>　　模型導(dǎo)入與修復(fù)。MPI有三種分析方法：基于中心面的分析、基于表面的分析與三維分析。中心面既可運(yùn)用MPI軟件的造型功能完成，也可從其他CAD模型中抽取，再編輯；表面分析模型與三維分析模型直接讀取其它CAD模型，如快速成型（STL）、IGES、STEP、Pro/E模型及UG模型等格式的文件。模型導(dǎo)入后，軟件提供了多種修復(fù)工具，以生成既能得到準(zhǔn)確結(jié)果，

73、又能減少分析時(shí)間的網(wǎng)格。</p><p>　　塑料材料與注塑機(jī)數(shù)據(jù)庫。材料數(shù)據(jù)庫包含了超過4000種塑料材料的詳細(xì)數(shù)據(jù)，注塑機(jī)數(shù)據(jù)庫包含了290種商用注塑機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，而且這兩個(gè)數(shù)據(jù)庫對用戶是完全開放的。</p><p>　　流動(dòng)分析。分析塑料在模具中的流動(dòng)，以優(yōu)化模腔的布局、材料的選擇、充填和保壓等工藝。</p><p>　　冷卻分析。分析冷卻系統(tǒng)對流動(dòng)過程的影響

74、，優(yōu)化冷卻管道的布局和工作條件，與流動(dòng)分析相結(jié)合，可以得到完美的動(dòng)態(tài)注塑過程。</p><p>　　翹曲分析。分析整個(gè)塑件的翹曲變形，包括線形、線形彎曲和非線形，并指出產(chǎn)生翹曲的主要原因以及相應(yīng)的改進(jìn)措施。</p><p>　　纖維充填取向分析。塑件纖維取向?qū)Σ捎美w維化塑料的塑件性能（如拉伸強(qiáng)度）有重要影響。MPI軟件使用一系列集成的分析工具來優(yōu)化和預(yù)測整個(gè)注塑過程的纖維取向，使其分布合理

75、，從而有效地提高該類塑件的性能。</p><p>　　優(yōu)化注塑工藝參數(shù)。根據(jù)給定的模具、注塑機(jī)及塑件材料等參數(shù)，結(jié)合流動(dòng)分析結(jié)果自動(dòng)產(chǎn)生控制注塑機(jī)的充填保壓曲線，從而避免了在試模時(shí)對注塑機(jī)參數(shù)的反復(fù)調(diào)試。</p><p>　　結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析。分析塑件在承受外界載荷情況下的機(jī)械性能，并可在考慮注塑工藝的前提下，優(yōu)化塑件的強(qiáng)度和剛度。</p><p>　　確定合理的塑料收

76、縮率。MPI通過流動(dòng)分析結(jié)果確定合理的塑料收縮率，保證模腔的尺寸在允許的公差范圍內(nèi)，從而減少塑件廢品率，提高產(chǎn)品質(zhì)量。</p><p>　　氣體輔助成型分析。模擬氣體輔助注射成型過程，對整個(gè)成型過程進(jìn)行優(yōu)化。MPI/Gas 能仿真壓力控制或體積控制兩種模式，可以模擬塑料充填與氣體在模穴滲透模式，分析結(jié)果包括預(yù)測氣體會(huì)不會(huì)吹穿產(chǎn)品、產(chǎn)品厚度分布、氣體穿透能力、氣體保壓壓力曲線、包風(fēng)、熔合線位置和溫度分布等。<

77、/p><p>　　特殊注塑成型過程分析。MPI可以模擬共注射、反應(yīng)注射、微芯片封裝等特殊的注射成型過程，并對其進(jìn)行優(yōu)化。</p><p><b>　　1.2 制件分析</b></p><p>　　1.2.1 制件結(jié)構(gòu)分析</p><p>　　結(jié)構(gòu)制件的基本結(jié)構(gòu)尺寸如圖1-4、圖1-5所示。</p><p&

78、gt;<b>　　圖1-4 制件圖</b></p><p>　　圖1-5 制件三維圖</p><p>　　制件大小為中小尺寸規(guī)格，具備薄壁特征結(jié)構(gòu)，同時(shí)又具有螺孔柱、加強(qiáng)筋和文字、圖案等細(xì)微結(jié)構(gòu)特征，有側(cè)孔，是比較典型的塑料結(jié)構(gòu)件，具有一定的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性。</p><p>　　1.2.2 制件材料分析</p><p>　　

79、制件使用材料為PC，PC的材料名稱是聚碳酸酯。本制件選用牌號為Wonderloy 510，廠商為Chi Mei Corporation。 PC的性能有：</p><p><b>　　1. 物料性能</b></p><p>　　沖擊強(qiáng)度高，尺寸穩(wěn)定性好，無色透明，著色性好，電絕緣性、耐腐蝕性、耐磨性好，但自潤滑性差，有應(yīng)力開裂傾向，高溫易水解，與其它樹脂相溶性差。 適于

80、制作儀表小零件、絕緣透明件和耐沖擊零件 </p><p><b>　　2. 成型性能</b></p><p>　?、贌o定形料,熱穩(wěn)定性好，成型溫度范圍寬，流動(dòng)性差。吸濕小，但對水敏感，須經(jīng)干燥處理。成型收縮率小，易發(fā)生熔融開裂和應(yīng)力集中，故應(yīng)嚴(yán)格控制成型條件。 </p><p>　?、谌廴跍囟雀撸扯雀?，大于200g的塑件，宜用加熱式的延伸噴嘴

81、。 </p><p>　?、劾鋮s速度快，模具澆注系統(tǒng)以粗、短為原則，宜設(shè)冷料井，澆口宜取大，模具宜加熱。 </p><p>　　④料溫過低會(huì)造成缺料，塑件無光澤，料溫過高易溢邊，塑件起泡。模溫低時(shí)收縮率、伸長率、抗沖擊強(qiáng)度高，抗彎、抗壓、抗張強(qiáng)度低。模溫超過120度時(shí)塑件冷卻慢，易變形粘模</p><p><b>　?、萜渌尚托阅?lt;/b>&l

82、t;/p><p>　　Melt Density 1.0969 g/ cm3</p><p>　　Solid Density 1.1915g/cu.cm3</p><p>　　Ejection Temperature 85 deg.C</p>

83、<p>　　Recommended Mold Temperature 50 deg.C</p><p>　　Recommended Melt Temperature 225 deg.C</p><p>　　Absolute Max. Melt Temperature 320 deg.C</p><p>　　Melt Temp

84、erature Minimum 200 deg.C</p><p>　　Melt Temperature Maximum 250 deg.C</p><p>　　Mold Temperature Minimum 40 deg.C</p><p>　　Mold Temperature Maximum 60 d

85、eg.C</p><p>　　Maximum Shear Rate 40000 1/s</p><p>　　Maximum Shear Stress 0.5 Mpa</p><p><b>　?、薏牧螾VT曲線</b></p><p>　　材料得PVT曲線見圖1-6所

86、示。</p><p>　　圖1-6 PC材料PVT曲線圖</p><p>　　1.3 模流分析模型準(zhǔn)備</p><p>　　1.3.1 模型簡化</p><p>　　由圖1-5制件三維圖可以看出，制品有一些細(xì)小圓角，這些細(xì)小圓角特征的存在，會(huì)對模型網(wǎng)格劃分帶來不利影響，同時(shí)，這些細(xì)小圓角本身是否存在對模流分析結(jié)果不會(huì)產(chǎn)生較大的影響，因此，一

87、般應(yīng)將細(xì)小圓角去除，所以要簡化模型。</p><p>　　簡化模型的方法一般有兩種。第一種是在三維建模軟件中直接將細(xì)小特征刪除，第二種是利用Moldflow CAD Doctor軟件來修復(fù)、簡化模型。本方案就利用第二種方法來去除細(xì)小圓角。</p><p>　　將制品模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入到Moldflow CAD Doctor軟件中，進(jìn)行制品模型的檢查、缺陷修復(fù)、去除細(xì)小圓角，在該操作中，本方案設(shè)定

88、圓角半徑小于3mm的圓角全部去除，修復(fù)簡化模型結(jié)果如圖1-7所示。</p><p>　　圖1-7 利用Moldflow CAD Doctor 修復(fù)簡化模型</p><p>　　1.3.2 網(wǎng)格模型診斷修復(fù)</p><p>　　在Moldflow MPI中建立工程文件，將簡化后的三維模型數(shù)據(jù)以IGES格式導(dǎo)入到項(xiàng)目中。</p><p>　　1.

89、 網(wǎng)格劃分與統(tǒng)計(jì)</p><p>　　本制品由于具有薄壁特征，同時(shí)又具有一定的細(xì)微局部結(jié)構(gòu)特征，適合采用雙面流網(wǎng)格（fusion網(wǎng)格）來進(jìn)行網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格劃分結(jié)果統(tǒng)計(jì)如圖1-8所示。</p><p>　　圖1-8 網(wǎng)格劃分結(jié)果統(tǒng)計(jì)</p><p>　　由圖1-8的網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，所劃分出的網(wǎng)格有一定的缺陷，如縱橫比過大、有自由邊、重疊網(wǎng)格、定向不正確等問題，需

90、要應(yīng)用網(wǎng)格工具來進(jìn)一步診斷并修復(fù)。</p><p>　　2. 縱橫比診斷及修復(fù)</p><p><b>　?。?）縱橫比診斷</b></p><p>　　在Mesh菜單中有許多命令可用來檢查網(wǎng)格模型的質(zhì)量，包括Mesh Statistics（網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)）報(bào)告和其它檢查并顯示網(wǎng)格問題的命令。如：縱橫比檢查、單元重疊及相交檢查、取向檢查、連續(xù)性檢查、

91、自由邊檢查、厚度檢查、重復(fù)次數(shù)和表面網(wǎng)格匹配檢查等。</p><p>　　應(yīng)用診斷工具，進(jìn)行縱橫此診斷，診斷結(jié)果如圖1-9所示。</p><p>　　圖1-9 縱橫比診斷結(jié)果</p><p>　　由圖中可以看出，存在較大縱橫比，這將對分析的正常進(jìn)行與分析結(jié)果的精度產(chǎn)生較大的影響，應(yīng)該進(jìn)行修復(fù)。</p><p><b>　?。?） 縱

92、橫比修復(fù)</b></p><p>　　Mesh菜單下有一個(gè)叫Mesh Tools（網(wǎng)格修復(fù)工具）的工具集，這是一個(gè)包含一系列網(wǎng)格修復(fù)工具的對話框，包括：自動(dòng)修復(fù)（Auto Repair）、修復(fù)縱橫比（Fix Aspect Ratio）、自動(dòng)合并（Global Merge）、合并節(jié)點(diǎn)（Merge Nodes）、置換對角邊（Swap Edge）、匹配節(jié)點(diǎn)（Match Node）、局部重劃網(wǎng)格（Remesh

93、 Area）、插入節(jié)點(diǎn)（Insert Nodes）、移動(dòng)節(jié)點(diǎn)（Move Nodes）、對齊節(jié)點(diǎn)（Align Nodes）、調(diào)整單元取向（Orient Elements）、填充孔（Fill Hole）、創(chuàng)建邊界（Create Regions）、光順節(jié)點(diǎn)（Smooth Nodes）、創(chuàng)建柱體單元（Create Beams）、創(chuàng)建三角單元（Create Triangles）、刪除實(shí)體（Delete Entities）和清理多余節(jié)點(diǎn)（Purge

94、 Nodes）等。</p><p>　　應(yīng)用網(wǎng)格診斷修復(fù)工具，進(jìn)行節(jié)點(diǎn)、三角形邊等操作，進(jìn)行縱橫此修復(fù)，修復(fù)結(jié)果如圖1-10所示。</p><p>　　圖1-10 縱橫比修復(fù)</p><p>　　3. 其他網(wǎng)格缺陷的診斷修復(fù)</p><p>　　同樣，應(yīng)用網(wǎng)格診斷修復(fù)工具，對單元重疊及相交、取向、連續(xù)性、自由邊等進(jìn)行檢查及修復(fù)，診斷修復(fù)后結(jié)果

95、如圖1-11所示。</p><p>　　圖1-11 修復(fù)后網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)</p><p>　　從統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，網(wǎng)格質(zhì)量已基本滿足分析要求。</p><p>　　1.4 澆口位置方案優(yōu)化</p><p>　　在制品及模具設(shè)計(jì)中，是否有合適澆口位置直接影響到制品設(shè)計(jì)的工藝性質(zhì)量和模具設(shè)計(jì)制造的可實(shí)現(xiàn)性及成型工藝。因此澆口位置方案應(yīng)有充分考量并實(shí)現(xiàn)方

96、案的優(yōu)化。</p><p>　　1.4.1 初始方案</p><p>　　初始方案澆口設(shè)置在側(cè)面，具體位置如圖1-12所示。</p><p>　　圖1-12 側(cè)面澆口位置</p><p>　　對所采用澆口方案進(jìn)行快速充填分析，部分分析結(jié)果如下：</p><p><b>　?、俪涮顣r(shí)間分析結(jié)果</b>

97、;</p><p>　　圖1-13 充填時(shí)間分析結(jié)果</p><p>　?、赩/P切換時(shí)壓力分析結(jié)果</p><p>　　圖1-14 V/P切換時(shí)壓力分析結(jié)果</p><p>　　1.4.2 優(yōu)化方案</p><p>　　優(yōu)化方案將澆口放置在制件中間，如圖1-15所示。</p><p>　　圖1

98、-15 中間澆口位置</p><p>　　對所采用澆口方案進(jìn)行快速充填分析，部分分析結(jié)果如下：</p><p><b>　?、俪涮顣r(shí)間分析結(jié)果</b></p><p>　　圖1-16 充填時(shí)間分析結(jié)果</p><p>　?、赩/P切換時(shí)壓力分析結(jié)果</p><p>　　圖1-17 V/P切換時(shí)壓力

99、分析結(jié)果</p><p><b>　　1.4.3 結(jié)論</b></p><p>　　由充填分析結(jié)果可以看出，優(yōu)化方案相對于初始方案注射時(shí)間由1.3s縮小到1.0s，熔料流動(dòng)比較均勻。</p><p>　　由V/P切換時(shí)壓力分析結(jié)果可以看出，優(yōu)化方案相對于初始方案壓力由50.6MPa縮小到37.9MPa，壓力梯度比較均勻。</p>

100、<p>　　由上述比較可以看出，第二種的優(yōu)化方案在熔料流動(dòng)、注射時(shí)間及壓力等方面都取得了更好的結(jié)果，是一個(gè)優(yōu)化的方案。</p><p>　　由澆口位置質(zhì)量分析結(jié)果也可對此進(jìn)行驗(yàn)證，如圖1-18所示。數(shù)值越大表示該處作為澆口位置質(zhì)量越高。</p><p>　　圖1-18 澆口位置質(zhì)量分析</p><p>　　1.5 保壓、冷卻工藝方案優(yōu)化</p>

101、<p>　　1.5.1 初始方案</p><p><b>　　1．初始方案設(shè)定</b></p><p>　　①初始方案保壓曲線設(shè)置如圖1-19所示。該保壓方案為以最大注射壓力的80%保壓10s，為恒定壓力。</p><p>　　圖1-19 初始方案保壓曲線</p><p>　　②冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案如圖1-20

102、所示。在易設(shè)置冷卻系統(tǒng)的動(dòng)模部分設(shè)置冷卻通道。定模部分未設(shè)置。冷卻介質(zhì)為恒溫水，溫度為30℃。</p><p>　　圖1-20 初始方案冷卻系統(tǒng)</p><p>　　2．初始方案部分分析結(jié)果</p><p>　　對初始方案進(jìn)行冷卻、流動(dòng)、翹曲分析，部分分析結(jié)果如下：</p><p><b>　?、倮鋮s時(shí)間分析結(jié)果</b>

103、</p><p>　　圖1-21 冷卻時(shí)間分析結(jié)果</p><p>　　由上圖所示制品最大冷卻時(shí)間為12.75s，流道最大冷卻時(shí)間為28.41s。</p><p>　　②冷卻回路溫度分析結(jié)果</p><p>　　圖1-22 冷卻回路溫度分析結(jié)果</p><p>　　由上圖所示，可以分析出冷卻介質(zhì)出入口溫度差為0.7℃。

104、</p><p>　?、廴致N曲變形量分析結(jié)果</p><p>　　圖1-23 全局翹曲變形量分析結(jié)果</p><p>　　由上圖可以分析出，制品全局變形量為0.44mm。</p><p>　　1.5.2 優(yōu)化方案</p><p><b>　　1．優(yōu)化方案設(shè)定</b></p><

105、;p>　　①優(yōu)化方案保壓曲線設(shè)置如圖所示。該曲線為衰減型，先以最大注射壓力的80%保壓5s，然后以線性逐步衰減，10s時(shí)間內(nèi)壓力衰減為0。</p><p>　　圖1-24 優(yōu)化方案保壓曲線</p><p>　　②冷卻系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案如圖1-所示。</p><p>　　該方案在定模部分設(shè)置了冷卻通道，努力是冷卻更均勻。</p><p>　

106、　圖1-25 優(yōu)化方案冷卻系統(tǒng)</p><p>　　2. 優(yōu)化方案部分分析結(jié)果</p><p>　　對初優(yōu)化方案進(jìn)行冷卻、流動(dòng)、翹曲分析，部分分析結(jié)果如下：</p><p><b>　?、倮鋮s時(shí)間分析結(jié)果</b></p><p>　　圖1-26 冷卻時(shí)間分析結(jié)果</p><p>　?、诶鋮s回路溫度

107、分析結(jié)果</p><p>　　圖1-27 冷卻回路溫度分析結(jié)果</p><p>　　③全局翹曲變形量分析結(jié)果</p><p>　　圖1-28 全局翹曲變形量分析結(jié)果</p><p>　　3. 方案優(yōu)化前后質(zhì)量控制參量對比</p><p>　　方案優(yōu)化前后質(zhì)量控制參量對比如表1-1所示。</p><p

108、>　　表1-1 優(yōu)化前后質(zhì)量控制參量對比</p><p><b>　　1.5.3 結(jié)論</b></p><p>　　由冷卻時(shí)間分析結(jié)果可以看出，優(yōu)化方案相對于初始方案制品冷卻凝固時(shí)間由12.7s縮短到11.5s；主流道凝料凝固時(shí)間由28.4s縮短到25.1s。</p><p>　　由冷卻回路溫度分析結(jié)果可以看出，優(yōu)化方案相對于初始方案冷卻