基于moldflow軟件的眼鏡盒模流分析【畢業(yè)論文+cad圖紙全套】

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　高質量的注塑制品的獲得，要有優(yōu)秀的制品設計、模具設計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、零件變形等）皆與熔體在模具中的流動方式有關，因此對熔體流動方式的控制成為優(yōu)化注塑成型工藝的關鍵。本次設計采用Moldflow軟件對眼鏡盒的充模、冷卻、翹曲等行為進行了動態(tài)模擬，及時的發(fā)現在注塑過程中可能發(fā)現的問題，進行

2、設計改進，為該制品的模具設計及注塑工藝參數的確定提供了理論依據，從而改善制品的成型質量。</p><p>　　關鍵詞：注塑成型；Moldflow軟件；模流分析</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　前 言1</b></p><p><b>　　1 概述

3、2</b></p><p>　　1.1 Moldflow的基本功能2</p><p>　　1.2 產品分析2</p><p><b>　　2 零件導入4</b></p><p><b>　　3 網格劃分5</b></p><p>　　3.1 具體操作5

4、</p><p>　　3.2 網格縱橫比的診斷5</p><p>　　4 最佳澆口位置的分析6</p><p>　　4.1 澆口的位置以及特點6</p><p>　　4.2 澆口的位置的確定6</p><p>　　5 澆注系統(tǒng)的選擇9</p><p>　　5.1 澆注系統(tǒng)的介紹9&l

5、t;/p><p>　　5.2 澆口的設計9</p><p>　　5.2.1 澆口作用9</p><p>　　5.2.2 澆口的類型9</p><p>　　5.3 澆口的選擇9</p><p>　　5.3.1充填時間10</p><p>　　5.3.2熔接痕11</p>&l

6、t;p>　　5.3.3注射位置處壓力XY圖12</p><p><b>　　6 充填分析14</b></p><p>　　6.1 充填分析簡介14</p><p>　　6.2 充填分析結果參數14</p><p>　　7 冷卻系統(tǒng)的確定16</p><p>　　7.1 冷卻分析簡介

7、16</p><p>　　7.2 冷卻分析結果圖17</p><p><b>　　總 結19</b></p><p><b>　　致 謝20</b></p><p><b>　　參考文獻21</b></p><p><b>　　前

8、言</b></p><p>　　隨著塑料新材料和注塑成型技術的發(fā)展，塑料模的應用也變得越來越廣泛，塑料產品的適用范圍已經從日常生活用品擴展到機械電子行業(yè)、汽車行業(yè)、航空行業(yè)等領域，因此，對塑料制品成型的精度要求也變得越來越高。而依靠個人累積的經驗和直覺判斷的傳統(tǒng)方法已經不能滿足企業(yè)的生產要求了，企業(yè)對于注塑模流分析技術的運用也變得越來越多，通過模流分析技術的輔助，使得設計人員可以及早發(fā)現模具和成型中存

9、在的問題，因而可以更為快捷的做出設計方案，有效的提高了工作效率并節(jié)約了成本。Moldflow軟件為模具結構優(yōu)化、注塑成型設計及生產提供了高效的解決方法。</p><p>　　注塑模具依成型特性區(qū)分為熱固性塑膠模具、熱塑性塑膠模具兩種；依成型工藝區(qū)分為傳塑模、吹塑模、鑄塑模、熱成型模、熱壓模、注射模等，其中熱壓模以溢料方式方式又可分為溢式，半溢式，不溢式三種，注射模以澆注系統(tǒng)又可分為冷流道模、熱流道模兩種；以按裝卸

10、方式可分為移動式、固定式兩種。本次設計的產品采用的是注射模，冷流道模。</p><p>　　Moldflow軟件是美國MOLDFLOW公司的產品，該公司自1976年發(fā)行了世界上第一套塑料注塑成型流動分析軟件以來，一直主導塑料成型CAE軟件市場。2000年4月，收購了另一個世界著名的塑料成型分析軟件C-MOLD。從設計到加工，Moldflow可以提供全套解決方案。Moldflow軟硬件技術為制件設計、模具設計、注塑

11、生產等整個過程提供了非常有價值的信息和建議。</p><p>　　Moldflow軟件的主要常用模塊：模型的輸入與修復、塑料材料與注塑機數據庫、流動分析、冷卻分析、翹曲分析、纖維填充曲線分析、優(yōu)化注塑工藝參數、結構應力分析、確定合理的塑料收縮率、氣體輔助成型分析、特殊注塑成型過程分析等。</p><p>　　運用Moldflow的軟件可以取得塑件壁厚的實際最小值，可以優(yōu)化塑件的結構，降低耗

12、材量以節(jié)約成本，縮短生產時間，使得塑件能夠完全充填。</p><p>　　本產品運用到了Moldflow軟件的網格劃分與修復、澆口位置設計、流動分析、冷卻分析、工藝參數的調整等幾個方面</p><p><b>　　1 概述</b></p><p>　　1.1 Moldflow的基本功能</p><p><b>

13、　　（1）優(yōu)化塑件</b></p><p>　　一般對于塑料零件的質量關系來說，影響最大的無非是塑料模具的壁厚、澆口數量、位置以及流道系統(tǒng)設計等幾個方面。如果僅憑借設計人員的個人經驗來設計制品，設計出的制品誤差太大。利用Moldflow軟件，可以分析出零件最小的壁厚，因此能夠快速地設計出企業(yè)想要的塑料制品。</p><p><b>　?。?）優(yōu)化模具結構</b&

14、gt;</p><p>　　Moldflow軟件能夠快速的找出最佳的澆口位置以及澆注的方式。另外，由于塑料制品的種類繁多并且復雜的原因，這就導致了設計的注塑模具要經過多次的試模、修模才能完成。使用Moldflow軟件，能夠快速的對型腔尺寸、澆口位置、澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)等進行正確的設計與選擇，而且還可以在計算機上進行調試與維修，能夠大大的減少模具的損耗和誤差，并保證了產品的質量。</p><p&

15、gt;<b>　?。?）優(yōu)化注射壓力</b></p><p>　　有些設計師往往憑經驗很難精確地設置最合理的加工參數，選擇合適的材料和確定最優(yōu)的工藝方案。Moldflow軟件可以自動選擇最佳的注射壓力、鎖模力、模具溫度、熔體溫度、注射時間、保壓壓力和保壓時間、冷卻時間等，來保證注塑出來的產品質量的最優(yōu)化。</p><p><b>　　1.2 產品分析<

16、/b></p><p>　　此次設計選用的是很常見的塑料眼鏡盒，材料是聚苯乙烯（HIPS），本產品模具結構較為簡單，沒有通孔也沒有其他較為復雜的結構。該產品要求進行大批量生產，產品精度要求外表光滑，沒有明顯缺陷即可。未注公差等級取MT４。</p><p>　　圖1-1眼鏡盒零件圖（UG）</p><p>　　圖1-2眼鏡盒二維圖（CAD）</p>

17、<p><b>　　圖1-1零件圖</b></p><p><b>　　圖 1-2 二維圖</b></p><p><b>　　2 零件導入</b></p><p>　　新建一個工作目錄“眼鏡盒Moldflow”。新建工程啟動MPI。選中“眼鏡盒.stl”文件，將零件模型導入到工程項目中。

18、將網格類型設置為“Fusion”,如圖2-1所示。</p><p><b>　　圖2-1零件導入</b></p><p><b>　　3 網格劃分</b></p><p><b>　　3.1 具體操作</b></p><p>　　點擊任務欄中的網格選項欄，接著點擊生成網格，曲面

19、上的全局邊長為4mm；選擇在澆口附近應用額外細化，相對邊長為20%；最后點擊立即劃分網格。如圖3-1</p><p>　　圖3-1 1生成網格</p><p>　　立即劃分網格后，系統(tǒng)開始自動對模型進行劃分和匹配。通過網絡日志我們可以了解到網格的類型，曲面上的網格邊長等。網格劃分完成后，再點擊上方的網格統(tǒng)計，如圖3-2。 </p><p><b>　　圖3

20、-2 網格統(tǒng)計</b></p><p>　　3.2 網格縱橫比的診斷</p><p>　　網格統(tǒng)計完之后，根據統(tǒng)計出的數據進行網格縱橫比對比。網格從橫比即為三角形網格的最長邊與三角形的高的比值。網格縱橫比越大，則產品的質量越差。最小的網格縱橫比應該在6~8的范圍內，而最大的網格縱橫比應在15~20的范圍內。如果縱橫比不在上述范圍內，此時應點擊任務欄里的網格、修改縱橫比從而進行修

21、改。</p><p>　　4 最佳澆口位置的分析</p><p>　　4.1 澆口的位置以及特點</p><p>　　澆口是連接分流道和型腔的進料通道。澆口可以對熔體流入型腔起著控制作用；當注塑壓力撤銷后，可以封鎖型腔，使尚未冷卻固化的塑料不會倒流。澆口的位置一般是由平衡性、型腔內部的流動阻力以及產品的外觀和壁厚決定的。由此可見，澆口的位置分析要從這幾個方面入手，澆

22、口的位置的確定要根據熔體的流動、產品的表面質量、產品的力學性能以及制造的簡易等方面進行選擇。</p><p>　　4.2 澆口的位置的確定</p><p>　　雙擊左邊任務欄中方案任務下的填充，選擇澆口位置，如果沒有，則點擊更多選項，勾選出澆口位置，點擊確定，再進行選擇，如圖4-1所示。然后右擊下方的分析選項，開始分析，勾選運行全面分析，點擊確定。如圖4-2所示。最佳的澆口位置靠近節(jié)點64

23、04。接著選擇一個澆口位置（如圖4-3所示），與最佳澆口位置進行比較。</p><p>　　圖4-1選擇澆口位置</p><p>　　圖4-2 最佳澆口位置</p><p>　　圖4-3 選擇的澆口位置</p><p><b>　　5 澆注系統(tǒng)的選擇</b></p><p>　　5.1 澆注系統(tǒng)的

24、介紹</p><p>　　多模型腔的澆注系統(tǒng)一般是由主流道、分流道、澆 口、冷料穴這四部分組成。而單模型腔的澆注系統(tǒng)則可以省去分流道、冷料穴。澆注系統(tǒng)的作用是將塑料熔體充進型腔，因此采用澆注系統(tǒng)可以得到表面光滑完整、質量較好的塑料產品。主流道是指自射出機射嘴與模具主流道襯套接觸的部分起算，至分流道為止的流道。分流道是主流道至澆口間的過渡區(qū)域，能使熔融塑料的流向獲得平緩轉換。澆口的作用在于利用緊縮流動面而使塑料達

25、到加速的效果，高剪切率可使塑料流動性良好；黏滯加熱的升溫效果也有提升料溫、降低黏度的作用。冷料穴的目的在于儲存注射間隔期間產生的冷料頭，防止冷料直接進入模穴，影響塑件品質或堵塞澆口。</p><p><b>　　5.2 澆口的設計</b></p><p>　　5.2.1 澆口作用</p><p><b>　　澆口的作用：</b&

26、gt;</p><p>　?。?）使分流道上的熔體進入型腔的速度加快，由此型腔可以被快速的充滿；</p><p>　　（2）成型后冷卻，防止?jié)部诘膲毫^小，在成型表面上出現縮孔、凹陷等狀況；</p><p>　?。?）使模具加工更加的簡便，容易脫模，耗材量少，起到降低成本的作用。</p><p>　　5.2.2 澆口的類型</p>

27、<p>　　常見的澆口類型有點澆口、側澆口、盤形澆口、環(huán)形澆口、直澆口等。</p><p><b>　　5.3 澆口的選擇</b></p><p>　　該產品為一模一腔，所以選擇點澆口進行澆注。</p><p>　　點澆口是一種尺寸很小的澆口，在開模的時會自動切斷，留下的痕跡較小，保證了產品的表面質量，因此使用較為廣泛。本產品采用

28、的就是點澆口，并對點澆口的充填時間、熔接痕、注射位置壓力進行分析。接著對兩個澆口位置進行對比，結果如下所示：</p><p><b>　　5.3.1充填時間</b></p><p><b>　　、</b></p><p><b>　　圖5-1充填時間</b></p><p>　

29、　由圖5-1可知，圖中藍色的區(qū)域為產品開始充填的地方，紅色區(qū)域為最后充填滿的地方，如果沒有顏色則表示該區(qū)域沒有被充填到，表示產品短射。本產品厚度均勻，充填時間相差不大。</p><p><b>　　5.3.2熔接痕</b></p><p>　　圖5-2熔接表面分布（3D）</p><p>　　熔接痕是由于在注塑過程中，熔體在型腔內融合在一起時，

30、不能夠完全的融合在一起，以致在零件表面留有線狀痕跡，影響零件的外觀和質量。所以熔接痕就是影響零件表面質量的主要因素。我們可以通過不同的澆口設置來改變零件結構和壁厚，以此來達到較少的熔接痕。由圖5-2可知，使用點澆口熔接痕較少，零件質量高。由圖可知從第二個澆口位置進行澆注，熔接痕較少，因此選擇第二個。</p><p>　　5.3.3注射位置處壓力XY圖</p><p>　　圖5-3注射位置處

31、壓力：XY圖</p><p>　　該圖是一個XY結果圖，顯示了在充填和保壓階段不同時間段的壓力。通過點澆口方式的注射位置處壓力，注射點位置曲線表達了注射點處的壓力在注射、保壓、冷卻等階段的整個過程中的變化，點澆口方式的壓力適中，壓力過大會破壞產品表面，影響產品精度，壓力過小則會導致充填過慢，以致充填不滿。我們可以看出第一個澆口位置的壓力明顯比第二個澆口位置壓力大，所以選擇第二個。</p><p

32、>　　綜上所訴，選擇第二個澆口位置進行澆注，注射節(jié)點數為6444。</p><p><b>　　6 充填分析</b></p><p>　　6.1 充填分析簡介 </p><p>　　充填分析的主要功能為分析出熔體在流道里的充填過程，由此得到最佳的澆口位置，通常也應用于檢查塑件的充填過程是否正確，是否平衡，能否將塑件完全充填。報告包括了充填

33、時間、氣穴、熔接痕、料流量、壓力值等，它的結果幫助了我們確定最佳的澆口位置以及合適的澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)。</p><p>　　6.2 充填分析結果參數</p><p>　　注塑機參數: ------------------ 最大注射壓力 = 1.8000E+002 MPa 最大注塑機鎖模力

34、 = 7.0002E+003 tonne 應用鎖模力限制 = 否 最大注塑機注射率 = 5.0000E+003 cm^3/s 注塑機液壓響應時間 = 1.0000E-002 s 溫度控制: ------------------- 熔體溫度

35、 = 220.00 C 模具溫度 = 50.00 C 模具-熔體熱傳導系數 整體值。(由獨立單元上設置的任何值所替代。) 填充 </p><p><b>　　7 冷卻系統(tǒng)的確定</b>

36、;</p><p>　　7.1 冷卻分析簡介</p><p>　　為了防止型腔內的溫度過高，所以在模具開設冷卻系統(tǒng)來降低溫度。在進行冷卻系統(tǒng)的設計時，需要確定的參數有冷卻的管道位置、冷卻的管道數量、冷卻管道的布局與連接、水管與制品間的距離等，如圖7-1、7-2所示。判斷冷卻系統(tǒng)的好與壞，要注意兩方面，第一是看零件注塑成型的冷卻時間；第二看注塑零件的表面溫度，這點非常重要。</p>

37、;<p><b>　　0</b></p><p>　　圖7-1 冷卻回路向導</p><p>　　圖7-2 冷卻回路向導</p><p>　　7.2 冷卻分析結果圖</p><p>　　冷卻系統(tǒng)的設置，由于設計冷卻水路要考慮冷卻的效果要均勻、水路尺寸和排放尺寸、壓力的限制等方面進行考慮。</p>

38、<p>　　圖 7-3 冷卻系統(tǒng)設置</p><p>　　圖 7-4 體積收縮率</p><p>　　由圖可知，該冷卻回路各項都達到了要求，可以確認該冷卻方式比較合理。 </p><p><b>　　總 結</b></p><p>　　時光匆匆而過，轉瞬間三年的生活已經接近尾聲了，當初剛進校門時的情景還歷歷

39、在目，而現在我們已經快要畢業(yè)了。畢業(yè)設計是我們在學校三年所學的一個總的體現，同時畢業(yè)設計也讓我明白了一件事情，書本上的東西對于我們來說是遠遠不夠的，我們還需要各種經驗的積累，因此要多進行實踐才能夠更好的掌握所學的東西，同時也要將所學的融入實踐中，彼此結合。從一開始做畢業(yè)設計時的毫無頭緒，到現在可以完成畢業(yè)設計，這對我來說是一次很好的體驗。</p><p>　　這次我在畢業(yè)設計中設計的產品是一個在日常生活中很常見的

40、塑料眼鏡盒，正因為這個眼鏡盒很常見，所以要對這個產品進行更為徹底的分析研究，這樣便于模具的設計，能夠有效的減少試模的次數，減少耗材量，提高產品的質量，在設計的同時進行修改，慢慢的達到最經濟的設計方案。在設計的過程中，還是碰到了不少的難題，由此讓我發(fā)現了三年所學還是有很多不足之處，通過了這次的畢業(yè)設計，也讓我不斷的完善了自身的不足之處。</p><p>　　在這次的畢業(yè)設計中，確定好要做的產品之后，先用畫出三維圖，

41、再導入Moldflow，進而用Moldflow軟件對眼鏡盒進行分析。第一步先對眼鏡盒進行網格劃分，因產品較為簡單，沒有什么太高要求，所以可以直接進行網格劃分，劃分后對網格進行修復。其次由軟件分析選擇最佳澆口位置，最佳澆口位置靠近節(jié)點6404。接著選擇另一個澆口位置進行對比，注射節(jié)點為6444。</p><p>　　網格劃分完，澆口位置確定好以后，便要開始創(chuàng)建澆注系統(tǒng)了，此次產品選用的是點澆口，所用的充填時間為1.

42、525s，最高的平均溫度為230.7℃，最大壓力為24.13MPa。產品表面精度較好。由對比可知，注射節(jié)點為6444的澆口位置，澆注出的產品質量較好。</p><p>　　最后的環(huán)節(jié)是創(chuàng)建冷卻方式，冷卻回路由Moldflow軟件分析出，且方案比較合理，各項數值均達到要求，所以直接確定為該冷卻回路。至此，眼鏡盒的模流分析結束，選定了最好的注塑方案</p><p>　　本文的所有的分析過程以及

43、結果都是基于對Moldflow軟件的應用，Moldflow軟件使注塑模具的設計變得簡單許多，并在設計過程中指出問題所在，從而確定最佳的方案。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　這篇論文是在指導老師的悉心教導下完成的，從一開始題目的選取，再到方案的確定以及優(yōu)化，都是在老師的指導下完成的。每次在我們有什么不懂的時候，都會向老師請教，而老師也會

44、很認真的給我們解答。不管是在學習上，還是在日常生活中，老師的指導對我的影響都很大。在此，我要感謝老師對我的指導。另外，本次設計可以完成也要感謝以往的各位專業(yè)老師對我的指點，是他們教會了我各種關于機械方面的知識，這些知識在本次畢業(yè)設計中起到非常大的作用。</p><p>　　在最后，我要說：感謝所有在此次畢業(yè)設計中幫助過我的老師以及同學們，沒有你們，我就不能夠順利的完成這次的畢業(yè)設計；當然，我也要感謝我的學校-蘇州

45、健雄職業(yè)技術學院，是你給我們提供了優(yōu)良的學習氛圍，讓我在學校中度過了愉快的三年，謝謝你們！</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 陳艷霞. Moldflow2015模流分析從入門到精通. 北京：電子工業(yè)出版社，2015.</p><p>　　[2] 沈洪雷. Moldflow注射成型過程模擬實例教程. 北京：

46、機械工業(yè)出版社，2007.</p><p>　　[3] 程鋼. UGNX8.0+MOLDFLOW2012模具設計與模流分析. 北京：北京大學出版社，2014.</p><p>　　[4] 李德群,肖祥芷. 模具CAD/CAE/CAM的發(fā)展概況及趨勢[J]. 模具工業(yè), 2005.</p><p>　　[5] 衛(wèi)兵. Moldf

47、low注塑流動分析案例導航[M]. 北京: 清華大學出版社, 2001.</p><p>　　[6] 黃虹. 塑料成型加工與模具[M]. 上海: 學林工業(yè)出版社, 2002.</p><p>　　[7] 孫玲. 注塑成型工藝與模具設計[M]. 北京: 清華大學出版社, 2008.&

48、lt;/p><p>　　[8] 李秦蕊. 塑料模具設計[M]. 西安: 西北工業(yè)大學出版社, 1991. </p><p>　　[9] 齊曉杰. 塑料成型工藝及模具設計[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2005.</p><p>　　[10] 陳再枝, 馬黨參.