注塑模流分析报告.docx
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注塑模流分析报告
华东交通年夜学之巴公井开创作
时间：
二O二一年七月二十九日
螺丝刀盒moldflow实训说明书
QZ
2015/11/30
课程：
资料成型计算机仿真
学校：
华东交通年夜学
学院：
机电工程学院
专业：
资料成型及控制工程
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
壁厚均匀,但在盖钩和挂孔处厚度和壁厚相差较年夜,体积收缩率在这两个处所应该会呈现一些问题.主分型面在上概况,正面有卡勾及圆孔,需要做侧抽芯.资料选用普通PP资料.
模型建好之后导出为IGES格式.
2、模型修复与简化
翻开CADDoctor后导入IGES模型,检查并修复,直到所有毛病都为0,修复完成之后将模型导出,格式为udm格式.
3、moldflow模流分析
（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,划分之后翻开网格统计,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力年夜,所以要进行修复.纵横比诊断结果如图3.1.1：
最年夜纵横比到达了45.57.
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,直到获得满意的结果.如下图3.2.1：
修复后的纵横比为13.68,只呈现少数,可以接受.修复后的网格统计如下图3.2.2：
由统计结果知,匹配率都到达了91%以上,合理.
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】,选择资料为默认的PP资料（由于产物上信息为PP,且没有太高使用要求故选用默认的PP资料）,该资料的推荐工艺如下图3.3.1：
最年夜剪切速率为100000（1/s）,最年夜剪应力为0.25MPa.
分析并等候结果,获得最佳的浇口位置如下圈出的位置
由于该零件比力小,需要年夜批量生产,故应做成一模多腔的形式,且考虑到美观的问题,浇口应设置在边缘位置,做成侧进浇,如下图3.3.3和3.3.4：
方案1：
方案2：
考虑过双浇口,可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比较.
【充填时间的分歧】：
方案一为1的充填时间为1.151秒,
方案二的充填时间为1.135秒,相差不年夜.
【压力之间的比较】方案一为38.26MPa,方案2为36.68,方案二的压力更小一些.
到达顶出温度的时间比较：
方案一为22.40秒：
方案二为24.40秒,方案2要更多2秒.方案一更优.
【熔接痕的比较】方案一的：
然后方案二的：
从图中可以看出方案2的熔接线更少,呈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未几的.相差不年夜
【气穴】方案一的：
方案二的：
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,畴前面分析结果来看,两个方案的结果相差都不太年夜,因而下面先检验考试着用方案一进行下面的分析工作.
（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：
注塑机最年夜注塑压力为140MPa,高级选项如图3.4.1.
（3）获得结果：
最年夜剪切应力3.4.3（远小于资料的0.25MPa,可以接受）
区域切片图3.4.4,因此可以选择注射时间为1S.
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.
（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：
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.
壁上最年夜剪切应力,图3.5.2,均小于资料的许用最年夜剪切应力0.25,
注射位置处的压力,图3.5.3,最年夜为38.25MPa.
最年夜锁模力为20.8吨,均发生在速度/压力切换的时候.
（1）复制上方案偏重命名为【流道系统】
（2）设置浇注系统,因为结构比力简单,不需要手工创立浇口和流道,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）.
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.获得流道系统如图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】.
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.
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：
优化为分流道的体积更改-12.58%,说明流道设计比力合理.
注射处压力最年夜为42.64MPa.
（1）复制上方案偏重命名【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,没有年夜的曲面,因此采纳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.获得冷却回路（图3.7.2）并进行分析.
设置的参数如下图.
目标温度为42°C,因此设置水温为25°C,分析后获得结果：
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：
零件到达顶出温度的时间为25.78s,所以IPC时间设置为26S.
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年夜注射压力为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.
分析后得召盘出时的体积收缩率最年夜为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年夜,需要改善,再根据结果取合适的方案.
由图可知到达最年夜压力时间为2.76s,凝固时间为5.28,取中间值4s为恒压/降压转换点,检查分析日志,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,检查解冻层因子,发现浇口在14s时解冻.
进行优化后的结果如下：
压力XY图
优化后的压力XY图曲线发生了明显的变动,制件年夜部份的体积体积收缩率颜色相近
可以看出体积收缩更为均匀,可是制件厚度较年夜的处所的最年夜的收缩率仍在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,反而下限更年夜,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,最年夜仍为12.42,可见优化有效,可是制件最厚的处所的收缩率仍然无法获得年夜的改善.原因可能是因为该处比制件年夜部份壁厚要厚很多且在充填末端,无法防止.检验考试过很多种方法,仍然无法获得明显的改观.因此,检验考试着再次更改浇口位置,再次检验考试方案二.
4、再次检验考试方案2
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】
（3）获得结果：
区域切片图
最年夜剪切应力,图4.1.3,远小于资料许用应力,合理
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：
小于资料的许用应力0.25,图4.2.1,合理.
压力：
37.54为注射位置处最年夜压力.
到达顶出温度的时间：
检查其他各项,没有分歧理的处所,进行下一步.
2
年夜体步伐如前面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
最年夜注射压力为42MPa.
剪切应力方面：
可知远小于资料的0.25,合理.
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.
冷却液温度依然设置为默认的25°C,获得结果图4.4.2：
1型腔温度数据
型腔概况温度平均值为42.8744,与模具温度非常接近,非常合理.
温差不超越2℃,合理.
3回路管壁温度：
最年夜为29.04℃,也不超越冷却液入口温度5℃,合理.
2
然后进行分析,获得结果如下,图4.5.4：
1顶出时的体积收缩率：
到达了12.97%,主要仍然集中在制件最厚的处所以及浇口处.该PP资料制件体积收缩率范围（1.5mm）应在1.39%到5.43%之间,明显需要进行优化.
2压力XY图：
体积收缩率过小的处所,说明该处过保压,制件较厚处收缩率年夜,说明保压补缩不够,还需要提高保压压力.
（2）保压优化
方案1：
将保压压力设置为40MPa,其他参数不变,分析获得结果：
最年夜的收缩率降低到9.275,但最小的体积收缩也呈现了-0.636,说明过保压加剧了.
检验考试其他方案：
将压力分别设置成：
方案2为60MPa、方案3为75MPa,其他参数不变,依次分析获得结果.
还是未能到达要求.
通过比较数据发现在40-75MPa的范围内,压力越年夜,体积收缩率约小,但同时也会呈现负收缩越来越年夜的情况,也就是过保压越来越严重.
综合比对,最终选择以40MPa为恒压保压压力.而且通过创立保压曲线并优化,以缩小制件上主体积的收缩率的不同.尽可能实现均衡收缩.
压力XY图如下
通过分析,充填末端在2.5s时到达最年夜,5s的时候为0,取中间值3.8s作为恒压/降压转换点.检查解冻层因子结果,获得浇口在15s处解冻.速度压力时间切换为0.66s,由此确定第一段恒压保压时间为3.1s,第二段卸压时间为12.2s.设置参数如图：
获得的结果如下：
最年夜的体积收缩率为9.798,最小为0.0650,（壁厚为1.5mm的收缩率应在1.39%到5.43%之间,壁厚为5mm的收缩率应在1.71%到6.75%之间）没有过保压现象.主要问题还是集中在制件较厚的处所还有浇口附近,但相比之前的方案获得了很年夜的改善,且收缩率年夜的区域十分小,制件主体的收缩率也很均衡.如果要改善浇口附近制件较厚处的收缩率过年夜的情况,那么就要增年夜保压压力,可是通过分析可以发现这样会使其他区域的收缩率年夜年夜降低,而且区域会想当年夜,甚至很多区域会呈现过保压的情况.制件主体部份也会受到影响.所以到此保压优化完成,最终确定使用此方案.
2
翘曲分析与优化是分析流程的最后一个步伐,充填、冷却、保压这三个因素都是翘曲变形的主要因素.翘曲分析结果的好坏说明前面工作的质量.若翘曲变形过年夜,则需要重新对前面的方案进行优化.
分析后的结果：
所有因素：
可以看到在正面的孔洞处的变形为0.28mm,其他各个处所的变形都很小,
图4.6.1变形,所有因素
图4.6.2变形因素Y方向
X方向：
变形量为0.1761,变形量较小.
图4.6.3变形因素X方向
图4.6.4变形,冷却不均
图4.6.5变形,收缩不均
取向因素：
图4.6.6变形,取向因素
从上面的结果可以得出,变形量主要是由于收缩不均匀引起的,接近总的变形量.
由上图可以分析得出,收缩不均匀的处所是注射末端以及制件厚度突变的卡扣处和侧孔,而引起收缩不均匀的原因一部份是制件厚度其实不是一致,以及保压方面的问题.总之还是不成防止地引起了翘曲变形,但总体来说变形量不算很年夜,可以接受.
5、总结分析（最终方案）
浇口位置应设置在如下图圈出的位置处.
选用一般的PP料.
主流道直径为7.56mm,拔模角2.4度,长度60mm.分流道直径为6mm,
模具资料选用P20;
模具温度：
42℃；
熔体温度250℃,开模时间5s,
注射时间0.6s,保压压力为40MPa,保压控制如下,【注射+保压+冷却时间】设置为25s.
水管直径为d=10mm,水管与零件间的距离为25mm,水管与零件排列方式为沿X方向.
冷却介质选用纯水,冷却介质入口温度设置为25℃.流动类型为层流,所以雷诺数Re设置为2000.查表得纯水在25℃时的密度为ρ=0.997kg每平方毫米,粘度为η=0.8937N*s每平方毫米,冷却液平均流速U=Re*η/（ρd）=17.928mm/s=0.17928m/s取0.18米每秒.
6、致谢
非常感谢匡老师,不辞辛劳地解答各种疑问.现在看来,现在的问题很多都问得甚至是相当的愚蠢,例如纵横比修复和优化这种比力初级问题,但匡博还是手把手教到会为止,不胜忸捏.
很难想象匡博这样的忙人,怎样抽出时间,才华录制了近十五个小时的教学视频,孜孜不倦地一点一点地教会,再简单再细小的细节也没有略过,语言已经无法来形容这种敬业的态度,五体投地也不能.
甚至在有些视频里甚至可以听得出匡博是感冒了的,声音明显变了,还咳嗽……这种情况下老师依然给我们录制视频.
有此良师,只能说三生有幸.
7、感受与建议
总体来说,这个课设总算是亲力亲为一步一个脚印做下来了,不竭地重复和更改,花了年夜量的精力去优化和改进,最终才获得相对满意的结果,然而并没有做到完美,有比力细小的处所仍然是无法优化,累觉不爱.在这个设计和分析的过程傍边,就是不竭地检验考试,修改,得出结果,比对,在检验考试在修改再比对,不竭地循环不竭的改进.每个方案,每个数据,都是亲力亲为,用心血写成,虽然到最后还是得不到最满意的结果,但看着自己的功效还是有小小的成绩感.
在这个课设里,最年夜的感触就是,行就是行,不成绩是不成,没有“年夜概可以了”“差未几”的说法,要求的就是一丝不苟,精益求精.有时候,为了百分之几的数据,都要进行数十次的检验考试优化,虽然相差不是太年夜,但更好就是更好,获得更优解总会让人欣慰.
收获还是有的,对这款软件的认识和掌控基本上已经进入了入门阶段,有了一定的理解和认知,这对以后走更远的路来说,起码我已经迈出了7、8个法式.
很喜欢这种讲课之后马上实践的模式,课堂上讲理论和注意事项,机房入手,防止走弯路,上手更快.接受起来也比力快.
建议的话,感觉要是上机课再多一些比力好,理论：
实践的比例在1：
2这样,把持更多一些,在把持中发现问题并及时解决会有更好的效果.固然因人而异,这只是个人观点.
以上,为所有陈说内容.
1、三维造型1
2、模型修复与简化2
3、moldflow模流分析2
4、再次检验考试方案220
5、总结分析（最终方案）34
6、致谢37
7、感受与建议37
时间：
二O二一年七月二十九日
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