大学毕业设计基于moldflow的冰箱用塑料配件注射成型研究Word格式文档下载.docx

大学毕业设计基于moldflow的冰箱用塑料配件注射成型研究Word格式文档下载.docx

《大学毕业设计基于moldflow的冰箱用塑料配件注射成型研究Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大学毕业设计基于moldflow的冰箱用塑料配件注射成型研究Word格式文档下载.docx（67页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

KEYWORDS:

Gate，Moldflow，Injectionprocess，Orthogonalexperiment，Optimization

目　录

前　言

模具行业是一个高新技术密集且又重视实战经验的产业。

特别是近代工业的飞速发展，塑料制品用途日趋广泛，注塑模具工艺得到迅速的发展，单单依靠人工师傅的经验来设计模具已不能满足需要，因此企业越来越多地利用注塑模流分析技术来辅助塑料模具的设计。

利用注塑模流分析技术，可以预先分析模具设计的合理性，减少试模次数，加快产品研发，以此来提高企业的生产效率。

在注塑模具中使用CAD/CAE/CAM技术可以实现塑件设计、模具设计、制造和成型工艺的一体化。

它不仅提高了模具设计能力和水平、模具制造的质量和精度、模具标准化程度、缩短了模具的研制周期、降低了制品生产成本并且可以激发模具工程设计人员的创新思维的能动性[1]。

我国由于计算机技术发展起步晚等原因，模具CAE技术的研究与开发于上世纪70年代末才开始，通过几十年的努力，模具CAE技术的研究和开发已取得了很大的发展。

我国的模具CAD/CAE/CAM软件的开发水平也逐渐接近国外先进水平。

但与发达国家还是有不小的差距[1]。

注塑模CAD/CAE/CAM系统是一个有机整体，整套系统与企业的人才、技塑件在航空、航天、电子、机械、船舶和汽车等工业部门的推广应用，对模具设计的要求也越来越高，传统的注塑模具设计主要依赖经验，成型的缺陷也只能通过反复试模、修模来修正，这样不仅很难保证制品的质量，生产周期也相当长。

因此传统的模具设计方法已无法适应当今的要求。

计算机辅助工程CAE技术与传统的模具设计相比，不管是在提高生产效率、保证产品质量方面，还是在降低成本、减轻劳动强度方面，都具有很大的效用[2]。

近年来，模具行业迅猛发展，在制造业中的地位越来越被人们重视。

针对模具设计和塑料成型的CAE软件可以协助设计人员在模具设计过程中及时发现模具和成型过程中可能存在的问题，从而可以更加快速地做出设计方案，有效地缩短设计生产周期并降低生产成本。

本课题以冰箱用塑料配件为例。

应用AutodestMoldflow软件对冰箱用塑料配件的模具设计进行优化，先利用Moldflow软件对塑料件进行预分析。

依据计算结果和模具设计人员的经验，提出优化方案，进而对塑件进行注射成型模拟分析，再利用正交试验分析找到真正合理的最优方案，使试模的成功率得到明显的提高。

第1章塑件的工艺分析

1.1零件的分析

塑件名为冰箱用塑料配件，复杂性适中，应有较好的抗拉强度、抗弯强度和屈服强度，硬度适中。

塑件壁厚为3mm，在主体盖最下方的两端存在侧孔结构，所以在模具设计时需要考虑侧向分型与抽芯机构，它有一个阶梯孔，在注射过程中容易出现缺陷，对注塑成型质量要求高。

结构图如1-1所示：

图1-1冰箱用塑料配件

名称：

冰箱用塑料配件

材料：

增强型聚丙烯（PP）

数量：

四十万件生产

要求：

塑件表面光滑，质量较好

1.2冰箱生产中的常用塑料

在冰箱门体和箱体的隔热层中常使用聚氨酯。

聚苯乙烯主要用于制造冰箱的内丹、门衬、冰箱成品包装和运输过程中的减震辅助材料。

聚丙烯在冰箱生产中主要用于制造冰箱抽屉。

ABS主要用于加工外观零部件，如：

门把手和各类装饰条。

聚乙烯在冰箱生产中主要用于各种管材的制造。

根据以上所述选用增强聚丙烯作为冰箱用塑料配件的材料。

1.3材料的具体性能

聚丙烯的主要特点是密度小，它的力学性能如屈服强度、抗张强度、压缩强度、硬度等，均优于低压聚乙烯。

而且聚丙烯有很突出的刚性，耐热性也比较好，化学稳定性良好，高频电性能优良，并且不受温度的影响，成型容易。

增强聚丙烯是聚丙烯与玻璃纤维或有机纤维、石棉或无机填料的混合物。

增强型聚丙烯与纯聚丙烯相比，除具有聚丙烯原有的性能和相对密度增加10%外，其拉伸强度和弯曲强度增大1~2倍，冲击强度提高1~3倍，热变形温度在高负荷下提高70~90oC，低负荷下提高30~40oC，力学性能高，且价格低廉。

表1-1聚丙烯的综合性能[3]

性能

数值

成型收缩率/%

1.4~2.6

热变形

温度oC

1.88MPa

56~67

相对密度/g/cm3

0.90~0.91

0.46MPa

100~116

拉伸强度/MPa

30~39

马丁耐热/oC

44

伸长率/%

>

200

连续耐热/oC

121

拉伸弹性模量/GPa

1.1~1.6

脆化温度/oC

-35

弯曲强度/MPa

42~56

介电系数（60HZ）

3.0

压缩强度/MPa

39~56

体积电阻/cm

1016

弯曲弹性模量/GPa

1.2~1.6

击穿强度Kv/mm

30

冲击强度（缺口）KJ/m2

2.2~5.0

介电损耗（60HZ）

0.001

硬度（洛氏）

R95~105

耐电弧性/s

125~185

线胀系数/10-5/oC

10.8~11.2

燃烧性

自熄

表1-2聚丙烯的成形工艺参数[3]

塑料名称

玻璃纤维增强聚丙烯

注射机种类

螺杆式

螺杆转速/r.min

30~60

喷嘴

形式

直通式

温度/oC

205~260

料筒温度

前段/oC

205~245

中段/oC

235~270

后段/oC

模具温度/oC

40~80

注射压力/MPa

90~130

保压压力/MPa

40~50

注射时间/s

2~5

保压时间/s

15~40

冷却时间/s

成性周期/s

40~100

成型周缩率/%

纵向1.5，横向1.5

后处理条件

比热变形温度低5~200C下处理2~3h

物料预干燥

用50~80oC料斗干燥器

第2章模具结构设计方案

2.1模具结构方案

塑件采用注射成型生产。

由于在主体盖的下方存在两个侧孔，所以模具应采用有侧向抽芯的注射模具结构。

2.2制件的计算

2.2.1计算塑件的体积、重量、投影面积

在Pro/E中对制件进行三维建模，运用Pro/E对对塑件的体积和质量进行测量[4]。

塑件的体积：

V=14.802mm3。

塑件的质量：

根据设计手册查得增强聚丙烯的密度为1.14g/cm3。

故塑件的质量为16.282g。

塑件的投影面积S=4840.85mm2。

2.2.2尺寸精度的分析

塑件尺寸精度主要取决于塑料的收缩率范围、模具制造精度、型腔型芯的磨损程度，同时还包括工艺控制方面的因素。

而模具的某些结构特点在某些程度上影响塑件的尺寸精度。

因此，塑件应尽可能的选择较低的尺寸精度。

2.3注射机的选用

2.3.1选用方法

（1）根据每次注射成型件数需要满足的最大注射量，锁模力，经济性等选择合适的注塑机。

（2）从现有设备中选择比较合适的注射机。

2.3.2注射机的选用原则

（1）塑件和浇道凝料的总容量（体积或重量）要小于注射机额定容量的0.8倍。

（2）模具成型时用的