基于Moldflow的冰箱用塑料配件注射成型研究畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯課件

1、基于Moldflow的冰箱用塑料配件注射成型研究 姓 名: 周艷萍 學(xué) 號: B11030302 班 級: 模具二班 指導(dǎo)教師: 閔志宇畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 目錄：前 言第一章 塑件的工藝分析第二章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案第三章 注射成型研究第四章 塑件和模具的調(diào)整及其優(yōu)化 第五章 基于正交試驗(yàn)多工藝參數(shù)優(yōu)化第六章 方案優(yōu)化后的結(jié)果結(jié) 論畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 前言： （一）國內(nèi)外研究動態(tài)： 與國外發(fā)達(dá)國家相比，我國模具CAD/CAE/CAM技術(shù)發(fā)展水平還很低，差距很大。主要表現(xiàn)在幾個以下方面: 1）軟件開發(fā)進(jìn)度和水平低。 2）CAD/CAM應(yīng)用水平差距明顯。 3）CAE沒有得到廣泛應(yīng)用。 4）信息集成技術(shù)落后。 5

2、）CAD/CAE/CAM缺乏知識的集成。畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 本文以生活中常用的塑料件為研究對象，可以培養(yǎng)學(xué)生對有限元軟件的了解，能通過注塑模擬軟件對注塑成型過程進(jìn)行提高模擬分析的能力。通過計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)可以減少試模修模次數(shù)，提高制品質(zhì)量、減小生產(chǎn)周期和降低生產(chǎn)成本，對企業(yè)降低生產(chǎn)成本，提高效率有著重大的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)意義。（二）選題的依據(jù)和意義：畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 本文以冰箱用塑料配件為例。應(yīng)用Moldflow軟件對冰箱用塑料配件的模具設(shè)計(jì)方案進(jìn)行化。先利用Moldflow軟件對塑料件進(jìn)行預(yù)分析，依據(jù)分析結(jié)果，提出優(yōu)化方案，進(jìn)而對塑件進(jìn)行注射成型優(yōu)化分析，再利用正交試驗(yàn)分析找到最為合理的優(yōu)化方案。使試模的

3、成功率得到明顯的提高。（三）本課題研究的基本內(nèi)容：畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第一章 塑件的工藝分析1.1 零件的分析 塑件名為冰箱用塑料配件，在主體蓋最下方的兩端存在側(cè)孔結(jié)構(gòu)，所以在模具設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。選用增強(qiáng)聚丙烯作為冰箱用塑料配件的材料。材料的成型性能：（1） 結(jié)晶性材料，吸濕性小，可能發(fā)生熔體破裂，長期與熱金屬接觸容易發(fā)生分解。（2） 流動性能極好，溢邊值0.03mm左右。（3） 冷卻速度快，澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)應(yīng)散熱適度。（4） 成型收縮范圍較大，方向性明顯，容易出現(xiàn)變形、縮孔、凹陷、翹曲，但收縮性比較強(qiáng)。（5） 注意控制成型溫度，料溫低、趨向性明顯，在低溫高壓時(shí)更明顯

4、，溫度過高時(shí)常會發(fā)生翹曲、變形。（6） 塑件應(yīng)壁厚均勻，避免缺口、尖角，以防應(yīng)力集中。1.2 選用的材料及其特點(diǎn)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文2.1 注射機(jī)的選用 根據(jù)每次注射成型件數(shù)需要滿足的最大注射量，鎖模力，經(jīng)濟(jì)性等初選海天牌注塑機(jī)，額定注射60mm2的臥式成型機(jī)XS-ZY-60。第二章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文提2.2 初步設(shè)置型腔數(shù)目及布置： 塑件的生產(chǎn)批量大，從經(jīng)濟(jì)方面考慮應(yīng)使用一模多腔注射模具。但考慮到有側(cè)向分型，兩端都需側(cè)向抽芯，因此采用一模兩腔。 根據(jù)鎖模力、最大注射量、塑件精度等綜合因素確定型腔的布置方式也是一模兩腔。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文2.3 模架結(jié)構(gòu)方案 根據(jù)塑件的要

5、求、塑料的成型特點(diǎn)以及型腔的布局。初選的模架為：A2540型標(biāo)準(zhǔn)模架。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文第三章 注射成型分析3.1 模型導(dǎo)入 將模型導(dǎo)入到工程項(xiàng)目中。對模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分結(jié)果并進(jìn)行網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖所示： 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文3.2 充填分析 Moldflow 軟件的充填分析可以對塑料熔體從開始進(jìn)入型腔直至充滿型腔的整個過程進(jìn)行模擬。（1）建立一模兩腔的澆注系統(tǒng)：畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文（2）剪切速率。體積 由充填分析結(jié)果可知最高剪切速率約為107100（1/s),比材料的最大剪切速率高，需要對澆注系統(tǒng)進(jìn)行修改。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文（3）壁上剪切應(yīng)力 壁上最大剪切應(yīng)力為0.4504MPa,但

6、材料允許的最大剪切應(yīng)力為0.26MPa。出現(xiàn)在澆口位置，因此需對澆注系統(tǒng)進(jìn)行修改。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文3.3 保壓分析 保壓分析的目的是為了獲得最佳的保壓階段設(shè)置，降低由保壓引起的塑件收縮、翹曲等質(zhì)量缺陷。（1）頂出時(shí)的體積收縮率 塑件頂出時(shí)的體積收縮率為10.60%15.59%之間，且分布不太均勻，所以沒有達(dá)到預(yù)定的要求。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文3.4 冷卻分析 冷卻分析用來模擬塑料熔體在模具內(nèi)的熱量傳遞情況，根據(jù)分析結(jié)果判斷塑件冷卻效果的優(yōu)劣，然后對冷卻系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，縮短塑件的成型周期，提高生產(chǎn)效率，提高塑件成型的質(zhì)量。（1）達(dá)到頂出溫度的時(shí)間 在塑件大孔處，塑件的冷卻時(shí)間較長，應(yīng)在這些部

7、位加強(qiáng)冷卻。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文（2）塑件平均溫度 塑件平均溫度較高的地方可能塑件壁有點(diǎn)厚或者冷卻不好，因此需對塑件或者澆注系統(tǒng)進(jìn)行修改。（3）流道平均溫度 在主流道末端，最高溫度為75.15，在主流道頂部最高溫度為41.93，溫差稍大，因此需對主流道進(jìn)行優(yōu)化。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文3.5 翹曲分析 通過翹曲分析可以模擬塑件成型過程，對翹曲變形進(jìn)行預(yù)測，確定改進(jìn)方案和措施。（1）綜合因素引起的變形 所有因素的總變形量為0.4465mm，主要集中在有側(cè)孔的填充末端。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文（2）收縮不均引起的變形 收縮不均引起的總變形量的最大值為0.2180mm，主要表現(xiàn)在有側(cè)孔的充填末端處。

8、由以上分析結(jié)果可知，塑件翹曲變形的主要原因是熔體的不均勻收縮，綜合各種因素對制件變形的影響，應(yīng)對澆注系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文3.6 收縮分析 通過收縮分析結(jié)果選擇合理的塑料收縮率，保證型腔的尺寸在允許的工差范圍內(nèi)。（1）體積收縮率從下圖可以看出塑件各部分的體積收縮率相差更大，接近15%，會嚴(yán)重影響塑件的外形尺寸。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文第四章 塑件和模具的調(diào)整及其優(yōu)化4.1 塑件及模具的各項(xiàng)參數(shù)作如下調(diào)整畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文4.2 優(yōu)化后的充填分析結(jié)果（1）剪切速率 從圖中可以看出，方案修改后的模型剪切速率為10060(1/s)，與初始設(shè)計(jì)方案的剪切速率相比有了明顯的下降，低于材

9、料允許的最大剪切速率。說明澆口尺寸的修改使模型的剪切速率得到了改善，保證了材料在充填過程中的穩(wěn)定性。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文4.3 優(yōu)化后的保壓分析結(jié)果（1）頂出時(shí)的體積收縮率 從圖中可以看出體積收縮率比優(yōu)化前大一些，但與之前相比，體積收縮率分布更加均勻且收縮率范圍與之前相比也有所縮小。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文4.4 優(yōu)化后的冷卻分析結(jié)果（1）塑件最高溫度 從圖中可以看出塑件最高溫度為60.40，低于工程所設(shè)的頂出時(shí)的溫度93。達(dá)到了塑件頂出時(shí)的溫度要求。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文4.5 優(yōu)化后的翹曲變形結(jié)果 優(yōu)化后的總變形量與優(yōu)化前相比有明顯的降低，但翹曲變形量還是稍微過大，因此，仍需進(jìn)一步優(yōu)化。畢

10、 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文第五章 基于正交實(shí)驗(yàn)多工藝參數(shù)優(yōu)化 在工藝參數(shù)優(yōu)化過程中，模具溫度、熔體溫度、注射速度、保壓壓力、保壓時(shí)間、冷卻時(shí)間的設(shè)計(jì)變量相當(dāng)重要。 在各因子的取值范圍內(nèi)，每個因子均勻地取4個水平，如下表所示。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文記錄最大翹曲變形量，得到相應(yīng)的正交表。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 把各影響參數(shù)在不同水平下模擬試驗(yàn)的翹曲量均值用用因子水平的極差分析工藝參數(shù)對翹曲變形量的影響數(shù)據(jù)，如下表所示。通過極差分析表明：（1）影響翹曲的最重要因子是保壓時(shí)間和注射溫度，注塑時(shí)間、模具溫度和保壓壓力影響性不大。（2）最優(yōu)方案是A2B1C4D3E2，即選用注射溫度230、模具溫度45、注塑時(shí)間

11、1.6s、保壓時(shí)間14s、保壓壓力為保壓開始階段壓力93%的V/P轉(zhuǎn)換點(diǎn)壓力。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文第六章 方案優(yōu)化后的結(jié)果6.1 方案優(yōu)化后的總結(jié)與分析 方案優(yōu)化前后的分析結(jié)果統(tǒng)計(jì)如下表所示：畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 6.2 模具裝配圖 模具裝配圖如圖所示：畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文結(jié) 論 在完成論文的過程中，遇到了許多問題。首先在用Pro/E建模和模具設(shè)計(jì)的過程中遇到了一些想不到的問題，其中遇到最多的問題還是對Moldflow軟件的使用。初始設(shè)計(jì)方案存在的問題如下：（1）充填完成后形成了較多的氣穴。（2）澆口位置處以及主流道剪切速率和壁上剪切應(yīng)力過大。（3）制件各部分冷卻速度不均勻，冷流道冷卻時(shí)間過長。（4）制件翹曲變形量較大。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文針對出現(xiàn)的問題，通過以下方法解決：（1）把側(cè)孔壁