毕业设计论文--基于Moldflow软件的眼镜盒模流分析.docx
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中文题目：
基于Moldflow软件的眼镜盒模流分析
摘 要
高质量的注塑制品的获得，要有优秀的制品设计、模具设计和注塑成型工艺为前提。
注塑制品的许多缺陷（如熔接痕、短射、零件变形等）皆与熔体在模具中的流动方式有关，因此对熔体流动方式的控制成为优化注塑成型工艺的关键。
本次设计采用Moldflow软件对眼镜盒的充模、冷却、翘曲等行为进行了动态模拟，及时的发现在注塑过程中可能发现的问题，进行设计改进，为该制品的模具设计及注塑工艺参数的确定提供了理论依据，从而改善制品的成型质量。
关键词：
注塑成型；Moldflow软件；模流分析
Ⅰ
目 录
前 言 1
1概述 2
1.1Moldflow的基本功能 2
1.2产品分析 2
2零件导入 4
3网格划分 5
3.1具体操作 5
3.2网格纵横比的诊断 5
4最佳浇口位置的分析 6
4.1浇口的位置以及特点 6
4.2浇口的位置的确定 6
5浇注系统的选择 9
5.1浇注系统的介绍 9
5.2浇口的设计 9
5.2.1浇口作用 9
5.2.2浇口的类型 9
5.3浇口的选择 9
5.3.1充填时间 10
5.3.2熔接痕 11
5.3.3注射位置处压力XY图 12
6充填分析 14
6.1充填分析简介 14
6.2充填分析结果参数 14
7冷却系统的确定 16
7.1冷却分析简介 16
7.2冷却分析结果图 17
总结 19
致谢 20
参考文献 21
苏州健雄职业技术学院毕业设计（论文）
前 言
随着塑料新材料和注塑成型技术的发展，塑料模的应用也变得越来越广泛，塑料产品的适用范围已经从日常生活用品扩展到机械电子行业、汽车行业、航空行业等领域，因此，对塑料制品成型的精度要求也变得越来越高。
而依靠个人累积的经验和直觉判断的传统方法已经不能满足企业的生产要求了，企业对于注塑模流分析技术的运用也变得越来越多，通过模流分析技术的辅助，使得设计人员可以及早发现模具和成型中存在的问题，因而可以更为快捷的做出设计方案，有效的提高了工作效率并节约了成本。
Moldflow软件为模具结构优化、注塑成型设计及生产提供了高效的解决方法。
注塑模具依成型特性区分为热固性塑胶模具、热塑性塑胶模具两种；依成型工艺区分为传塑模、吹塑模、铸塑模、热成型模、热压模、注射模等，其中热压模以溢料方式方式又可分为溢式，半溢式，不溢式三种，注射模以浇注系统又可分为冷流道模、热流道模两种；以按装卸方式可分为移动式、固定式两种。
本次设计的产品采用的是注射模，冷流道模。
Moldflow软件是美国MOLDFLOW公司的产品，该公司自1976年发行了世界上第一套塑料注塑成型流动分析软件以来，一直主导塑料成型CAE软件市场。
2000年4月，收购了另一个世界著名的塑料成型分析软件C-MOLD。
从设计到加工，Moldflow可以提供全套解决方案。
Moldflow软硬件技术为制件设计、模具设计、注塑生产等整个过程提供了非常有价值的信息和建议。
Moldflow软件的主要常用模块：
模型的输入与修复、塑料材料与注塑机数据库、流动分析、冷却分析、翘曲分析、纤维填充曲线分析、优化注塑工艺参数、结构应力分析、确定合理的塑料收缩率、气体辅助成型分析、特殊注塑成型过程分析等。
运用Moldflow的软件可以取得塑件壁厚的实际最小值，可以优化塑件的结构，降低耗材量以节约成本，缩短生产时间，使得塑件能够完全充填。
本产品运用到了Moldflow软件的网格划分与修复、浇口位置设计、流动分析、冷却分析、工艺参数的调整等几个方面
19
1概述
1.1Moldflow的基本功能
（1）优化塑件
一般对于塑料零件的质量关系来说，影响最大的无非是塑料模具的壁厚、浇口数量、位置以及流道系统设计等几个方面。
如果仅凭借设计人员的个人经验来设计制品，设计出的制品误差太大。
利用Moldflow软件，可以分析出零件最小的壁厚，因此能够快速地设计出企业想要的塑料制品。
（2）优化模具结构
Moldflow软件能够快速的找出最佳的浇口位置以及浇注的方式。
另外，由于塑料制品的种类繁多并且复杂的原因，这就导致了设计的注塑模具要经过多次的试模、修模才能完成。
使用Moldflow软件，能够快速的对型腔尺寸、浇口位置、浇注系统和冷却系统等进行正确的设计与选择，而且还可以在计算机上进行调试与维修，能够大大的减少模具的损耗和误差，并保证了产品的质量。
（3）优化注射压力
有些设计师往往凭经验很难精确地设置最合理的加工参数，选择合适的材料和确定最优的工艺方案。
Moldflow软件可以自动选择最佳的注射压力、锁模力、模具温度、熔体温度、注射时间、保压压力和保压时间、冷却时间等，来保证注塑出来的产品质量的最优化。
1.2产品分析
此次设计选用的是很常见的塑料眼镜盒，材料是聚苯乙烯（HIPS），本产品模具结构较为简单，没有通孔也没有其他较为复杂的结构。
该产品要求进行大批量生产，产品精度要求外表光滑，没有明显缺陷即可。
未注公差等级取MT４。
图1-1眼镜盒零件图（UG）图1-2眼镜盒二维图（CAD）
图1-1零件图
图1-2二维图
2零件导入
新建一个工作目录“眼镜盒Moldflow”。
新建工程启动MPI。
选中“眼镜盒.stl”文件，将零件模型导入到工程项目中。
将网格类型设置为“Fusion”,如图2-1所示。
图2-1零件导入
3网格划分
3.1具体操作
点击任务栏中的网格选项栏，接着点击生成网格，曲面上的全局边长为4mm；选择在浇口附近应用额外细化，相对边长为 20%；最后点击立即划分网格。
如图
3-1
图3-11生成网格
立即划分网格后，系统开始自动对模型进行划分和匹配。
通过网络日志我们可以了解到网格的类型，曲面上的网格边长等。
网格划分完成后，再点击上方的网格统计，如图3-2。
图3-2网格统计
3.2网格纵横比的诊断
网格统计完之后，根据统计出的数据进行网格纵横比对比。
网格从横比即为三角形网格的最长边与三角形的高的比值。
网格纵横比越大，则产品的质量越差。
最小的网格纵横比应该在6~8的范围内，而最大的网格纵横比应在15~20的范围内。
如果纵横比不
在上述范围内，此时应点击任务栏里的网格、修改纵横比从而进行修改。
4最佳浇口位置的分析
4.1浇口的位置以及特点
浇口是连接分流道和型腔的进料通道。
浇口可以对熔体流入型腔起着控制作用；当注塑压力撤销后，可以封锁型腔，使尚未冷却固化的塑料不会倒流。
浇口的位置一般是由平衡性、型腔内部的流动阻力以及产品的外观和壁厚决定的。
由此可见，浇口的位置分析要从这几个方面入手，浇口的位置的确定要根据熔体的流动、产品的表面质量、产品的力学性能以及制造的简易等方面进行选择。
4.2浇口的位置的确定
双击左边任务栏中方案任务下的填充，选择浇口位置，如果没有，则点击更多选项，勾选出浇口位置，点击确定，再进行选择，如图4-1所示。
然后右击下方的分析选项，开始分析，勾选运行全面分析，点击确定。
如图4-2所示。
最佳的浇口位置靠近节点6404。
接着选择一个浇口位置（如图4-3所示），与最佳浇口位置进行比较。
图4-1选择浇口位置
图4-2最佳浇口位置
图4-3选择的浇口位置
5浇注系统的选择
5.1浇注系统的介绍
多模型腔的浇注系统一般是由主流道、分流道、浇 口、冷料穴这四部分组成。
而单模型腔的浇注系统则可以省去分流道、冷料穴。
浇注系统的作用是将塑料熔体充进型腔，因此采用浇注系统可以得到表面光滑完整、质量较好的塑料产品。
主流道是指自射出机射嘴与模具主流道衬套接触的部分起算，至分流道为止的流道。
分流道是主流道至浇口间的过渡区域，能使熔融塑料的流向获得平缓转换。
浇口的作用在于利用紧缩流动面而使塑料达到加速的效果，高剪切率可使塑料流动性良好；黏滞加热的升温效果也有提升料温、降低黏度的作用。
冷料穴的目的在于储存注射间隔期间产生的冷料头，防止冷料直接进入模穴，影响塑件品质或堵塞浇口。
5.2浇口的设计
5.2.1浇口作用
浇口的作用：
（1）使分流道上的熔体进入型腔的速度加快，由此型腔可以被快速的充满；
（2）成型后冷却，防止浇口的压力过小，在成型表面上出现缩孔、凹陷等状况；
（3）使模具加工更加的简便，容易脱模，耗材量少，起到降低成本的作用。
5.2.2浇口的类型
常见的浇口类型有点浇口、侧浇口、盘形浇口、环形浇口、直浇口等。
5.3浇口的选择
该产品为一模一腔，所以选择点浇口进行浇注。
点浇口是一种尺寸很小的浇口，在开模的时会自动切断，留下的痕迹较小，保证了产品的表面质量，因此使用较为广泛。
本产品采用的就是点浇口，并对点浇口的充填时间、熔接痕、注射位置压力进行分析。
接着对两个浇口位置进行对比，结果如下所示：
5.3.1充填时间
、
图5-1充填时间
由图5-1可知，图中蓝色的区域为产品开始充填的地方，红色区域为最后充填满的地方，如果没有颜色则表示该区域没有被充填到，表示产品短射。
本产品厚度均匀，充填时间相差不大。
5.3.2熔接痕
图5-2熔接表面分布（3D）
熔接痕是由于在注塑过程中，熔体在型腔内融合在一起时，不能够完全的融合在一起，以致在零件表面留有线状痕迹，影响零件的外观和质量。
所以熔接痕就是影响零件表面质量的主要因素。
我们可以通过不同的浇口设置来改变零件结构和壁厚，以此来达到较少的熔接痕。
由图5-2可知，使用点浇口熔接痕较少，零件质量高。
由图可知从第二个浇口位置进行浇注，熔接痕较少，因此选择第二个。
5.3.3注射位置处压力XY图
图5-3注射位置处压力：
XY图
该图是一个XY结果图，显示了在充填和保压阶段不同时间段的压力。
通过点浇口方式的注射位置处压力，注射点位置曲线表达了注射点处的压力在注射、保压、冷却等阶段的整个过程中的变化，点浇口方式的压力适中，压力过大会破坏产品表面，影响产品精度，压力过小则会导致充填过慢，以致充填不满。
我们可以看出第一个浇口位置的压力明显比第二个浇口位置压力大，所以选择第二个。
综上所诉，选择第二个浇口位置进行浇注，注射节点数为6444。
6充填分析
6.1充填分析简介
充填分析的主要功能为分析出熔体在流道里的充填过程，由此得到最佳的浇口位置，通常也应用于检查塑件的充填过程是否正确，是否平衡，能否将塑件完全充填。
报告包括了充填时间、气穴、熔接痕、料流量、压力值等，它的结果帮助了我们确定最佳的浇口位置以及合适的浇注系统及冷却系统。
6.2充填分析结果参数
注塑机参数:
最大注射压力 =1.8000E+002MPa
最大注塑机锁模力 =7.0002E+003tonne
应用锁模力限制 =否
最大注塑机注射率 =5.0000E+003cm^3/s
注塑机液压响应时间 =1.0000E-002s
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