注塑模流分析报告之欧阳家百创编.docx

注塑模流分析报告之欧阳家百创编.docx

《注塑模流分析报告之欧阳家百创编.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《注塑模流分析报告之欧阳家百创编.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

注塑模流分析报告之欧阳家百创编

华东交通大学

欧阳家百（2021.03.07）

螺丝刀盒moldflow实训说明书

QZ

2015/11/30

课程：

材料成型计算机仿真

学校：

华东交通大学

学院：

机电工程学院

专业：

材料成型及控制工程

班级：

2012模具2班

姓名：

覃钊

学号：

20120310040

指导老师：

匡唐清

1、三维造型

利用UG8.0设计出模型如下图1.1、1.2表示

图1.1实物图图1.2三维图

模型参数长宽高为143*85*19.5，主壁厚为1.5mm。

二维图如图1.3

图1.3二维图

壁厚均匀，但在盖钩和挂孔处厚度和壁厚相差较大，体积收缩率在这两个地方应该会出现一些问题。

主分型面在上表面，侧面有卡勾及圆孔，需要做侧抽芯。

材料选用普通PP材料。

模型建好之后导出为IGES格式。

2、模型修复与简化

打开CADDoctor后导入IGES模型，检查并修复，直到所有错误都为0，修复完成之后将模型导出，格式为udm格式。

3、moldflow模流分析

3.1网格划分

（1）新建工程，输入工程名称，导入模型，在导入窗口选择双层面。

（2）网格划分，网格变长取壁厚的3倍，为4.5mm，合并容差默认为0.1，启用弦高控制0.1mm，立即划分网格，划分之后打开网格统计，看到网格的基本情况，不存在自由边和多个连通区域的问题后进行下一步。

一般来说初始划分的网格纵横比都比较大，所以要进行修复。

纵横比诊断结果如图3.1.1：

最大纵横比达到了45.57。

图3.1.1初次纵横比诊断

3.2网格诊断与修复

点击【网格】——【网格修复向导】，前进到选择目标纵横比，输入6，点击修复。

之后在进行手动修复，通过合并节点移动节点等方式进行，直到得到满意的结果。

如下图3.2.1：

图3.2.1修改后的纵横比诊断

修复后的纵横比为13.68，只出现少数，可以接受。

修复后的网格统计如下图3.2.2：

图3.2.2网格统计

由统计结果知，匹配率都达到了91%以上，合理。

3.3确定浇口位置

重复上述方案并冲命名为【浇口位置确定】，设置分析序列为【浇口位置】，选择材料为默认的PP材料（由于产品上信息为PP，且没有太高使用要求故选用默认的PP材料），该材料的推荐工艺如下图3.3.1：

最大剪切速率为100000（1/s）,最大剪应力为0.25MPa。

图3.3材料推荐工艺

分析并等待结果，得到最佳的浇口位置如下圈出的位置

图3.3.2浇口位置分析

由于该零件比较小，需要大批量生产，故应做成一模多腔的形式，且考虑到美观的问题，浇口应设置在边沿位置，做成侧进浇，如下图3.3.3和3.3.4：

方案1：

图3.3.3方案一浇口

方案2：

图3.3.4方案二浇口

考虑过双浇口，但是快速成型分析发现双浇口的熔接痕比单浇口的要多，成型质量也相差无机。

因此放弃，综合考虑之下选择这两个方案进行对比。

【充填时间的差别】：

方案一为1的充填时间为1.151秒，

图3.3.5方案一充填时间

方案二的充填时间为1.135秒，相差不大。

图3.3.6方案二充填时间

【压力之间的对比】方案一为38.26MPa,方案2为36.68，方案二的压力更小一些。

达到顶出温度的时间对比：

方案一为22.40秒：

图3.3.7方案一达到顶出温度时间

方案二为24.40秒，方案2要更多2秒。

方案一更优。

图3.3.8方案二达到顶出温度时间

【熔接痕的对比】方案一的：

图3.3.9方案一熔接痕

然后方案二的：

图3.3.10方案二熔接痕

从图中可以看出方案2的熔接线更少，出现的位置也不是很影响美观，因此方案2更优。

但总体来说两个方案是差不多的。

相差不大

【气穴】方案一的：

图3.3.11方案一气穴

方案二的：

图3.3.12方案二气穴

从此处可以看出方案2的气穴更多，方案一更优。

但总的来说，从前面分析结果来看，两个方案的结果相差都不太大，因而下面先尝试着用方案一进行下面的分析工作。

3.4成型窗口分析

（1）复制上述方案重命名【成型窗口】，并设置分析序列为【成型窗口】

（2）设置工艺条件：

注塑机最大注塑压力为140MPa，高级选项如图3.4.1。

图3.4.1成型窗口高级选项

（3）得到结果：

质量成型窗口3.4.2

图3.4.2质量xy图

最大剪切应力3.4.3（远小于材料的0.25MPa,可以接受）

图3.4.3最大剪切应力

区域切片图3.4.4，因此可以选择注射时间为1S.

图3.4.4区域切片图

因此，选用此方案，模具温度为42（42.2）°C,熔体温度为250（249.5）°C。

3.5充填分析

（1）复制上方案并命名为【充填分析】，设置分析序列为充填，

（2）设置工艺参数：

模具温度42°C，熔体温度250°C，注射时间1s，【速度/压力切换】设置为【由%充填体积】，取值99%，其他取默认值。

（3）分析结果：

充填时间图3.5.1：

图3.5.1充填时间图

可看出等值线的间距基本一致，说明料流前锋的前进速度一致。

壁上最大剪切应力，图3.5.2，均小于材料的许用最大剪切应力0.25，

图3.5.2壁上压力图

注射位置处的压力，图3.5.3，最大为38.25MPa。

图3.5.3注射位置处压力图

最大锁模力为20.8吨，均发生在速度/压力切换的时候。

3.6流道平衡分析

（1）复制上方案并重命名为【流道系统】

（2）设置浇注系统，因为结构比较简单，不需要手工创建浇口和流道，因此利用型腔重复向导，设置一模两腔，列间距设置为200，如图3.6.1。

（UG8.0注塑模向导中初始化后一个模具内工件长为195，因此取200）。

图3.6.1型腔参数

利用流道系统向导创建流道，分型面选择浇口平面，图3.6.2

图3.6.2流道参数

之后下一步，分流道按表8-1，查的直径为5-10mm，取6mm，计算得主流道直径为7.56mm，长度依据模具模架取60，拔模角去2.4deg（取值范围1-3deg），浇口为直浇口，入口直径为3mm，长度为1.5mm，拔模角2.4deg，点击完成，如图3.6.3、3.6.4。

得到流道系统如图3.6.5。

通过连通性诊断无误后准备进行下一步【流道平衡分析】。

图3.6.3流道参数

图3.6.4浇口参数

因为是边缘浇口（标准浇口），设置在分型面上，所以浇口形状应为矩形。

按照标准，将浇口设置为厚度h=1.5mm,宽度W=4.5mm，长度L=0.5mm，所以浇口的设置如图3.6.5

图3.6.5浇口设置参数

图3.6.7浇注系统

复制上方案，设置分析序列为【流道平衡】充填控制选为自动，压力选择38MPa。

分析结果如下图3.6.8：

图3.6.8流道优化结果

优化为分流道的体积更改-12.58%，说明流道设计比较合理。

注射处压力最大为42.64MPa。

3.7冷却分析

（1）复制上方案并重命名【冷却分析】，设置分析序列为冷却。

（2）设置冷却系统

由于模型工件结构简单、规则，方方正正，没有大的曲面，因此采用冷却回路向导设计冷却回路。

指定水管与直径为10mm，其他选择默认。

管道数量设置为4，如图3.7.1。

得到冷却回路（图3.7.2）并进行分析。

图3.7.1冷却回路参数

图3.7.2冷却回路

设置的参数如下图。

图3.7.3冷却设置

图3.7.4冷却液设置

目标温度为42°C，因此设置水温为25°C，分析后得到结果：

管壁温度为29.14，和水温温度差小于5°C，合理，

回路管壁温度如下图3.7.5：

图3.7.5回路管壁温度

【型腔温度】如图3.7.6

图3.7.6型腔温度结果摘要

按要求，型腔表面温度应该和模具表面温度相差10°C上下，但由日志结果可知道明显不符合要求。

因此要改进方案，将冷却液的入口温度改为30°C、35°C,40°C，设置工艺参数其他一致，再进行分析。

最终30°C的结果符合要求，选用此方案，结果如图3.7.7

图3.7.7型腔温度结果摘要

零件达到顶出温度的时间为25.78s，所以IPC时间设置为26S。

3.8流动分析

复制上述方案重命名【填充+保压】，进行恒温保压分析。

由前面的分析结果可知最大注射压力为44.68MPa，所以初涉保压压力设置为44.7MPa，保压时间=IPC时间25s-充填时间1s=25s，保压工艺设置如下图。

图3.8.1工艺参数

分析后得出顶出时的体积收缩率最大为12.54%，壁厚为1.5mm的PP塑料制件体积收缩率范围应在1.39%到5.43%之间，此方案的体积收缩率局部过大，需要改善，再根据结果取合适的方案。

图3.8.2顶出时的体积收缩率

压力XY图3.8.3

图3.8.3压力xy图

由图可知达到最大压力时间为2.76s,凝固时间为5.28，取中间值4s为恒压/降压转换点，查看分析日志，压力/速度转换时间为1.12s，因此第一段恒压保压时间为2.9s,查看冻结层因子，发现浇口在14s时冻结。

所以保压控制曲线控制为下图：

3.8.4和3.8.5

图3.8.4保压控制曲线设置图3.8.5保压控制曲线

进行优化后的结果如下：

图3.8.6顶出时的体积收缩率

压力XY图

图3.8.7压力xy图

优化后的压力XY图曲线发生了明显的变化，制件大部分的体积体积收缩率颜色相近

可以看出体积收缩更为均匀，但是制件厚度较大的地方的最大的收缩率仍在11.78%，仍需要进一步优化。

其他条件不变，将保压压力提高到65MPa，体积收缩率仍没有改善，反而下限更大，因此排除是保压压力的因素影响，此处不再贴出图片。

顶出时的体积收缩率：

最小不小于0，最大仍为12.42，可见优化有效，但是制件最厚的地方的收缩率仍然无法得到大的改善。

原因可能是因为该处比制件大部分壁厚要厚很多且在充填末端，无法避免。

尝试过很多种方法，仍然无法得到明显的改观。

因此，尝试着再次更改浇口位置，再次尝试方案二。

4、再次尝试方案2

4.1成型窗口分析2

（1）复制上述方案二重命名【成型窗口】，并设置分析序列为【成型窗口】

（2）设置工艺条件：

注塑机最大注塑压力为140MPa，其他默认。

高级选项如图4.1.1

图4.1.1成型窗口高级选项设置

（3）得到结果：

质量成型窗口4.1.2

图4.1.2质量xy图

区域切片图

图4.1.3区域切片图

所以选择注射时间为0.6s

最大剪切应力，图4.1.3，远小于材料许用应力，合理

图4.1.4最大剪切应力

4.2充填分析2

（1）复制上方案并命名为【充填分析2】，设置分析序列为充填，

（2）设置工艺参数：

模具温度42°C，熔体温度250°C，注射时间0.6s，【速度/压力切换】设置为【由%充填体积】，取值99%，其他取默认值。

（3）分析结果：

壁上剪切应力：

小于材料的许用应力0.25，图4.2.1，合理。

图4.2.1壁上剪切应力

压力：

37.54为注射位置处最大压力。

图4.2.2压力

达到顶出温度的时间：

图4.2.3达到顶出温度时间

检查其他各项，没有不合理的地方，进行下一步。

4.3浇注形态及优化2

大体步骤如前面3.6流道系统与平衡分析，不再赘述，只讨论分析结果。

注射位置处的压力

图4.3.1注射位置处压力xy图

最大注射压力为42MPa。

剪切应力方面：

图4.3.2剪切应力

，可知远小于材料的0.25，合理。

查看优化方案：

图4.3.3

图4.3.3流道优化

可知系统将分流道的体积缩小了12.5%，优化结束。

进行下一步——冷却系统的分析。

4.4冷却分析2

设置也如【3.7冷却分析】，得到的冷却回路如下图4.4.1

图4.4.1冷却回路

冷却液温度依然设置为默认的25°C，得到结果图4.4.2：

1型腔温度数据

图4.4.2型腔温度结果摘要

型