圆柱塑料壳注塑模设计及优化分析(附件)
圆柱塑料壳注塑模设计及优化分析在注塑模成型过程中，制件的成型受许多因素影响，设计师很难预测成型过程中制件会出现的的缺陷，所以许多制件的成型模具成功生产前，可能经历了多次开模与修复，导致生产成本提高，效率降低。而CAE技术的应用能够有效预测成型中可能出现的缺陷，因此在注塑模具设计中起到很大帮助。本论文是利用CAE软件中Moldflow，选定成型材料后初步对圆柱塑料壳进行成型过程模拟分析，然后再对塑件的熔接痕、翘曲变形、保压曲线进行分析及优化。将这些因素对制件的影响降低到可接受范围内，最后根据前期分析的结果进行成型模具的设计。关键词 圆柱塑料壳，moldflow软件，优化工艺，注塑模
目录
1 绪论 1
1．1 课题背景 1
1．2 发展现状 1
1．3 研究的主要内容 3
2 基于Moldflow的CAE分析 3
2．1 制件结构分析与3D模型的建立 4
2．2 制件网格化分 5
2．3 分析类型和成型材料选择 6
2．4 最佳浇口位置分析 6
2．5 创建浇注系统 7
2．6 冷却系统创建 8
2．7 工艺参数设定 8
2．8 模拟分析 9
2．9 优化及优化分析 11
2．10 本章小结 14
3 模具设计 14
3．1 功能设计 14
3．2 产品的工艺性分析 14
3．3 材料的确定 15
3．4 聚丙烯的主要技术指标 16
3．5 分型面选择与型腔数目设计 16
3．6 注射机的选择 17
3．7 浇注系统设计 18
3．8 成形零部件设计 20
3．9 模架的选用 22
3．10 脱模机构的设计 22
3．11 导向机构的设计 24
3．12 冷却系统设计 25
3．13 排气设计 25
3．14 模具工作过程 25
结 论 27
致 谢 2 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
8
参 考 文 献 29
1 绪论
1．1 课题背景
在我们的生活中，随处都可以见到塑料制品。目前，塑料成型常用的方法有六种，分别是压缩成型、中空成型、注射成型、挤出成型、固相成型和压注成型等。而注射成型在诸多成型方法中最为常见，它可以成型部分热固性塑料和所有的热塑性塑料，注塑成型的产品在所有塑料产品中占五分之一到三分之一。其制品在各大经济领域都有一定占比，并且逐渐开始替代以往用金属和一些合成材料制出的产品 [1]。注射成型在诸多成型方法中的主要特点是生产周期短，生产效率高;成型制品的尺寸可大可小，形状可简单可复杂；实际应用中可实现生产自动化，因此具有极高的利润；它的缺点是模具的设计、制造和试模周期长，注塑机和模具成本高。注塑成型产品常见的缺陷有浇注不足、熔接痕、飞边、气泡、翘曲变形、缩水、凹陷、银丝、裂纹等，而产生这些问题的原因部分是因为机器参数的原因，有的则是因为模具本身设计的缺陷。前者可以通过调试注塑机参数或对原料进行处理进行改善，而后者轻则需要让钳工对模具进行修配处理，重则需要重新设计制造模具[2~4]。这则对企业的效益产生了严重的影响。那么如何减少这些缺陷的产生，减少修模试模次数成了重要的研究对象。传统的靠产品和模具设计人员、模具加工工艺师以及他们丰富的经验已经远远不够，这时CAD/CAM/CAE的发展正好为此提供了帮助。而CAE的仿真分析使得注塑成型前期设计分析更为便捷。
1．2 发展现状
CAE的应用最初出现于上世纪中期，刚开始是应用于工程上，经过多年发展，现如今已经发展到航天、航空、机械、医疗、土木等各大领域。它作为模拟和分析工具，其性能主要取决于经算计的性能，伴随计算机的逐步发展，CAE系统辅助软件的功能和计算精度也在稳步上升，基于数字建模和模拟的CAE分析软件也相继诞生，如Moldex、Cmold、Moldflow等。尤其自上世纪七十年代Moldflow问世以后，注塑成型的模拟分析迅速成为了热点[5]。
我国在CAE的应用与研究方面起步于上世纪八十年代，当时在国家一些项目的帮助下开始在高聚物的成型数值方面做研究，经过三十多年的努力，我国在CAE方面的研究也取得了一些突破性的成绩，如华中科技大学研制的HSCAE和郑州大学的ZMOLD目前在国内应用广泛[6~8]。由于CAE分析能成功地应用于制品设计、模具设计和注塑成型三方面，几乎覆盖了注塑成型的整个流程。所以近年来，CAE?技术在注塑成型领域中的应用日益剧增。
1.2.1 产品设计者可以利用CAE流动分析解决下列问题
产品在注塑过程中是否能全部注满，防止设计的结构存在熔体难以注满型腔的缺陷；产品实际最小壁厚，一些产品可以做成空心薄壁结构，在不影响使用性能的前提下能与实心结构达到同样的效果，如此便能节约原材料，而且减小塑件壁厚可以缩短产品成型时间，从而提高生产效率，降低塑件成本；判别设计的产品是否留有合适的浇口位置，利用CAE分析可使设计者在设计产品时给其留有足够的选择浇口位置的余地，以确保后期制造时能尽可能的保证它的美观性和使用性能。
1.2.2 模具设计：CAE分析可在以下几方面帮助模具设计师
最佳浇口位置和浇口数量，利用CAE软件分析最佳浇口位置，设计不同浇口数量做方案对比然后确定最佳浇口数量；流道系统的优化设计，?模具设计在实际操作中往往要考虑多种因素，尽量使设计方案趋于完美。通过CAE模拟流动分析，能帮助设计师设计出压力和温度平衡的流道系统，以避兔材料的降解的可能性和注塑成型时型腔内的熔体温度过高的可能[9]；冷却系统的优化设计，设计冷却系统，通过软件的模拟分析，判断成型是的冷却效果，根据结果改进工作条件和优化冷却系统，从而让制品注塑时可以均匀冷却，减少内应力等缺陷[10]。
1.2.3 注塑成型：CAE可以在降低成本、提高生产效率两方面予以帮助；
最佳成型参数范围，CAE流动分析会对对熔体温度,、模具温度和注射速度等主要加工参数给出一个参考，通过流动过程模拟，可估定各加工参数值，并确定其变动范围。结合其他要求在能保证各参数的前提下选用最经济的成型设备。
Moldflow就是一款具有注塑成型模拟分析的一款CAE仿真软件，它可以称之为CAE注塑成型分析软件的创始。利用moldflow软件可以在制造模具之前，模拟分析设计的模具注塑过程，发现其中存在的各方面缺陷，如应力集中，缩痕，翘曲变形，熔接痕等。以便让设计师能尽早的发现和修改模具中存在的问题，而非在制模过程中反复试模和修模甚至重新开模[11]。这对降低生产成本、提高生产效率和产品质量都有重大作用。目前Moldflow软件在注塑模成型上的应用主要有以下三个方面：
目录
1 绪论 1
1．1 课题背景 1
1．2 发展现状 1
1．3 研究的主要内容 3
2 基于Moldflow的CAE分析 3
2．1 制件结构分析与3D模型的建立 4
2．2 制件网格化分 5
2．3 分析类型和成型材料选择 6
2．4 最佳浇口位置分析 6
2．5 创建浇注系统 7
2．6 冷却系统创建 8
2．7 工艺参数设定 8
2．8 模拟分析 9
2．9 优化及优化分析 11
2．10 本章小结 14
3 模具设计 14
3．1 功能设计 14
3．2 产品的工艺性分析 14
3．3 材料的确定 15
3．4 聚丙烯的主要技术指标 16
3．5 分型面选择与型腔数目设计 16
3．6 注射机的选择 17
3．7 浇注系统设计 18
3．8 成形零部件设计 20
3．9 模架的选用 22
3．10 脱模机构的设计 22
3．11 导向机构的设计 24
3．12 冷却系统设计 25
3．13 排气设计 25
3．14 模具工作过程 25
结 论 27
致 谢 2 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
8
参 考 文 献 29
1 绪论
1．1 课题背景
在我们的生活中，随处都可以见到塑料制品。目前，塑料成型常用的方法有六种，分别是压缩成型、中空成型、注射成型、挤出成型、固相成型和压注成型等。而注射成型在诸多成型方法中最为常见，它可以成型部分热固性塑料和所有的热塑性塑料，注塑成型的产品在所有塑料产品中占五分之一到三分之一。其制品在各大经济领域都有一定占比，并且逐渐开始替代以往用金属和一些合成材料制出的产品 [1]。注射成型在诸多成型方法中的主要特点是生产周期短，生产效率高;成型制品的尺寸可大可小，形状可简单可复杂；实际应用中可实现生产自动化，因此具有极高的利润；它的缺点是模具的设计、制造和试模周期长，注塑机和模具成本高。注塑成型产品常见的缺陷有浇注不足、熔接痕、飞边、气泡、翘曲变形、缩水、凹陷、银丝、裂纹等，而产生这些问题的原因部分是因为机器参数的原因，有的则是因为模具本身设计的缺陷。前者可以通过调试注塑机参数或对原料进行处理进行改善，而后者轻则需要让钳工对模具进行修配处理，重则需要重新设计制造模具[2~4]。这则对企业的效益产生了严重的影响。那么如何减少这些缺陷的产生，减少修模试模次数成了重要的研究对象。传统的靠产品和模具设计人员、模具加工工艺师以及他们丰富的经验已经远远不够，这时CAD/CAM/CAE的发展正好为此提供了帮助。而CAE的仿真分析使得注塑成型前期设计分析更为便捷。
1．2 发展现状
CAE的应用最初出现于上世纪中期，刚开始是应用于工程上，经过多年发展，现如今已经发展到航天、航空、机械、医疗、土木等各大领域。它作为模拟和分析工具，其性能主要取决于经算计的性能，伴随计算机的逐步发展，CAE系统辅助软件的功能和计算精度也在稳步上升，基于数字建模和模拟的CAE分析软件也相继诞生，如Moldex、Cmold、Moldflow等。尤其自上世纪七十年代Moldflow问世以后，注塑成型的模拟分析迅速成为了热点[5]。
我国在CAE的应用与研究方面起步于上世纪八十年代，当时在国家一些项目的帮助下开始在高聚物的成型数值方面做研究，经过三十多年的努力，我国在CAE方面的研究也取得了一些突破性的成绩，如华中科技大学研制的HSCAE和郑州大学的ZMOLD目前在国内应用广泛[6~8]。由于CAE分析能成功地应用于制品设计、模具设计和注塑成型三方面，几乎覆盖了注塑成型的整个流程。所以近年来，CAE?技术在注塑成型领域中的应用日益剧增。
1.2.1 产品设计者可以利用CAE流动分析解决下列问题
产品在注塑过程中是否能全部注满，防止设计的结构存在熔体难以注满型腔的缺陷；产品实际最小壁厚，一些产品可以做成空心薄壁结构，在不影响使用性能的前提下能与实心结构达到同样的效果，如此便能节约原材料，而且减小塑件壁厚可以缩短产品成型时间，从而提高生产效率，降低塑件成本；判别设计的产品是否留有合适的浇口位置，利用CAE分析可使设计者在设计产品时给其留有足够的选择浇口位置的余地，以确保后期制造时能尽可能的保证它的美观性和使用性能。
1.2.2 模具设计：CAE分析可在以下几方面帮助模具设计师
最佳浇口位置和浇口数量，利用CAE软件分析最佳浇口位置，设计不同浇口数量做方案对比然后确定最佳浇口数量；流道系统的优化设计，?模具设计在实际操作中往往要考虑多种因素，尽量使设计方案趋于完美。通过CAE模拟流动分析，能帮助设计师设计出压力和温度平衡的流道系统，以避兔材料的降解的可能性和注塑成型时型腔内的熔体温度过高的可能[9]；冷却系统的优化设计，设计冷却系统，通过软件的模拟分析，判断成型是的冷却效果，根据结果改进工作条件和优化冷却系统，从而让制品注塑时可以均匀冷却，减少内应力等缺陷[10]。
1.2.3 注塑成型：CAE可以在降低成本、提高生产效率两方面予以帮助；
最佳成型参数范围，CAE流动分析会对对熔体温度,、模具温度和注射速度等主要加工参数给出一个参考，通过流动过程模拟，可估定各加工参数值，并确定其变动范围。结合其他要求在能保证各参数的前提下选用最经济的成型设备。
Moldflow就是一款具有注塑成型模拟分析的一款CAE仿真软件，它可以称之为CAE注塑成型分析软件的创始。利用moldflow软件可以在制造模具之前，模拟分析设计的模具注塑过程，发现其中存在的各方面缺陷，如应力集中，缩痕，翘曲变形，熔接痕等。以便让设计师能尽早的发现和修改模具中存在的问题，而非在制模过程中反复试模和修模甚至重新开模[11]。这对降低生产成本、提高生产效率和产品质量都有重大作用。目前Moldflow软件在注塑模成型上的应用主要有以下三个方面：
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/hxycl/gfzcl/367.html
