電機(jī)蓋注塑模設(shè)計(jì)與CAE分析

蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)目錄摘要3Abstract4緒論5第1.1節(jié)研究背景5第1.2節(jié)我國塑料工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與特點(diǎn)5第1.3節(jié)塑件分析6第二章注塑模具的三維設(shè)計(jì)及校核10第2.1節(jié)概述10第2.2節(jié)模具總裝圖10第2.3節(jié)注塑機(jī)的選擇10第2.3.1塑件體積和質(zhì)量的計(jì)算10第2.3.2注塑機(jī)的型號和規(guī)則的選擇10第2.3.3型腔和型芯尺寸的計(jì)算11第2.4節(jié)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)12第2.4.1澆口和分流道設(shè)計(jì)12第2.4.2分型面的確定13第2.4.3澆口的選用14第2.4.4排氣槽的設(shè)計(jì)14第2.4.5冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)14第2.5節(jié)脫模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)14第三章模流分析15第3.1節(jié)概述15第3.2節(jié)模流分析的前期工作15第3.2.1Pro/e建立塑件模型15第3.2.2網(wǎng)格劃分16第3.3節(jié)最佳澆口位置分析19第3.4節(jié)冷卻+流動+翹曲分析19第3.4.1主要的流動的分析結(jié)果的分析19第3.4.2主要的冷卻的分析結(jié)果的分析25第3.4.3主要的翹曲的分析結(jié)果的分析28第3.5節(jié)本章小結(jié)31第四章總結(jié)與展望32參考文獻(xiàn)33致謝34

電機(jī)蓋注塑模設(shè)計(jì)及CAE分析摘要塑料工業(yè)是一門新興產(chǎn)業(yè)，自塑料問世后幾十年，塑料來源豐富，制作方便及成本低廉、金屬零件塑料化的發(fā)展很快，在機(jī)械電子、國防、交通、通訊、建筑、農(nóng)業(yè)、輕工業(yè)和日常生活用品等行業(yè)中都得到了廣泛的應(yīng)用，對塑料模具要求量增加。因此，研究注塑模具對了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義。本文主要介紹了電機(jī)蓋注塑模具的設(shè)計(jì)過程，以Pro/e、CAD等繪圖工具為基礎(chǔ)，對注塑模具的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，完成了模具的裝配圖以及主要零件的零件圖。設(shè)計(jì)過程中，介紹了模具的工作原理，并對模具的澆注系統(tǒng)、成型部分結(jié)構(gòu)、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、注塑機(jī)的選擇以及相關(guān)參數(shù)的校核做出了詳細(xì)的計(jì)算。除了設(shè)計(jì)之外，本文還通過模流分析軟件Moldflow對模具澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)及流動系統(tǒng)進(jìn)行了模擬分析，基本完成了模具的整個設(shè)計(jì)過程。關(guān)鍵詞：電機(jī)蓋、注塑、模具、moldflowAbstractPlasticsindustryisanemergingindustry,sinceseveraldecadesaftertheadventofplastic,plasticsourceofrich,convenientandlow-costproduction,plasticandmetalpartsofthedevelopedrapidly,inmachineryandelectronics,defense,transportation,communication,construction,agriculture,lightindustryanddailynecessities,suchasindustry,havebeenwidelyusedontheplasticmoldrequestedincrease.Therefore,theresearchcaststhemoldtounderstandtheplasticproducttheproductionprocessandimprovestheproductqualitytohavetheverybigsignificance.Thispaperappliesthedesignprocedureoftheinjectionmoldofmotorcover.DetaileddesignofthestructureoftheinjectionmoldiscarriedoutbasedonPro/eandCAD.Theassemblydrawingandsomepartdrawingsofthemainpartsarecompleted.Duringtheprocessofthedesign,theoperatingprincipleofthemoldwasintroducedanddetailedcalculationofthefeedsystem、structureofthemoldingpart、Ejectionsystem、coolingsystem、chooseoftheinjectionmoldingmachineandcheckoftherelevantparameterisprovided.Besides,thesimulationofthefeedsystem、coolingsystemandrunningsystemisgivenoutthroughmoldflow.Theentireprocessofthedesignismostlycompleted.Keywords:Motorcover;injection;mold;moldflow緒論研究背景塑料制品具有原料來源豐富,價格低廉，性能優(yōu)良等特點(diǎn)。它在電腦、手機(jī)、汽車、電機(jī)、電器、儀器儀表、通訊產(chǎn)品制造中具有很重要的作用，應(yīng)用極其廣泛。注射成形是成形熱塑件的主要方法，因此應(yīng)用范圍很廣。注射成形是把塑料原料放入料筒中經(jīng)過加熱熔化，使之成為高黏度的流體，用柱塞或螺桿作為加壓工具，使熔體通過噴嘴以較高壓力注入模具的型腔中，經(jīng)過冷卻、凝固階段，而后從模具中脫出，成為塑料制品。本設(shè)計(jì)的是電機(jī)端蓋，只要是用來安裝電機(jī)時起到一個固定作用，而且也對電機(jī)后端起到一個很好的保護(hù)作用，電機(jī)后端接的電機(jī)線，若安裝上本產(chǎn)品，那么久更加安全保護(hù)，讓其使用壽命大大增加。我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及特點(diǎn)近年來，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加大，主要表現(xiàn)在，大型、精密、復(fù)雜、長壽命、中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度高于一般模具產(chǎn)品；塑料模和壓鑄模比例增大；專業(yè)模具廠數(shù)量及其生產(chǎn)能力增加；“三資”及私營企業(yè)發(fā)展迅速；股份制改造步伐加快等。從地區(qū)分布來看，以珠江三角洲和長江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。目前發(fā)展最快、模具生產(chǎn)最為集中的省份是廣東和浙江，江蘇、上海、安徽和山東等地近幾年也有較大發(fā)展，模具成型具有優(yōu)質(zhì)，高產(chǎn)，低消耗，低成本的特點(diǎn)。因而，在國民經(jīng)濟(jì)各個部門得到了極其廣泛的應(yīng)用。在模具成型中，塑料成型占很大的比重。由于塑料具有化學(xué)穩(wěn)定性好，電絕緣性強(qiáng)，力學(xué)性能高，自潤滑，耐磨及相對密度小等獨(dú)特的優(yōu)異性能，成為工業(yè)部分必不可少的新型材料。我國塑料模具工業(yè)今后的主要發(fā)展方向：提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計(jì)水平及比例；在塑料模設(shè)計(jì)制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)；推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)；開發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式；提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率；應(yīng)用優(yōu)質(zhì)材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要；研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程。塑件分析圖1-1電機(jī)蓋結(jié)構(gòu)外形尺寸：該塑件壁厚為5mm左右，塑件的外形尺寸不大，塑件材料為熱塑性材料，流動性較好，適合于注塑成型。精度等級：未標(biāo)注工差取工差為MT3級。注塑方式：對于塑件外形結(jié)構(gòu)的分析，首先想到的是使用直澆口，將澆口位置放置于塑件中心位置。優(yōu)勢之處在于注塑簡單，容易達(dá)到注塑的工藝要求。但是，同時，也給后續(xù)的工作造成了不便，塑件需要額外的進(jìn)行加工，增加了工作量。之后，考慮使用點(diǎn)澆口的方式進(jìn)行注塑，即在塑件的四個面上取四個注塑澆口，但是這種注塑方式由于注塑的澆口較小，注塑過程較長，同時也有可能造成塑料難以充滿型腔，造成注塑的缺陷。同時，采用點(diǎn)澆口注塑也會使的表面出現(xiàn)瑕疵。經(jīng)過多次的選用研究，最后決定采用中心澆口進(jìn)行注塑，即在凸模上面加開十字槽，澆口向槽中注塑，通過十字槽塑料從兩側(cè)流進(jìn)型腔中，從而完成注塑。所用塑料：PP塑料化學(xué)名稱：聚丙烯成型收縮率：Max=2.5%比重：0.9-0.91克/立方厘米成型溫度：160-220干燥條件：物料性能密度小，強(qiáng)度剛度，硬度耐熱性均優(yōu)于低壓聚乙烯，可在100度左右使用.具有良好的電性能和高頻絕緣性不受濕度影響，但低溫時變脆，不耐磨易老化.適于制作一般機(jī)械零件，耐腐蝕零件和絕緣零件性能特性：（1）物理性能：聚丙烯為無毒、無臭、無味的乳白色高結(jié)晶的聚合物，密度只有0.90~0.（2）力學(xué)性能：聚丙烯的結(jié)晶度高，結(jié)構(gòu)規(guī)整，因而具有優(yōu)良的力學(xué)性能，其強(qiáng)度和硬度、彈性都比HDPE高，但在室溫和低溫下，由于本身的分子結(jié)構(gòu)規(guī)整度高，所以沖擊強(qiáng)度較差，分子量增加的時候，沖擊強(qiáng)度也增大，但成型加工性能變差。PP最突出的性能就是抗彎曲疲勞性，如用PP注塑一體活動鉸鏈，能承受7×107次開閉的折迭彎曲而無損壞痕跡，干摩擦系數(shù)與尼龍相似，但在油潤滑下，不如尼龍。（3）熱性能：PP具有良好的耐熱性，熔點(diǎn)在164~170℃，制品能在100℃以上溫度進(jìn)行消毒滅菌，在不受外力的，150℃也不變形。脆化溫度為-35℃，在低于-35℃會發(fā)生脆化，耐寒性不如聚乙烯。（4）化學(xué)穩(wěn)定性：聚丙烯的化學(xué)穩(wěn)定性很好，除能被濃硫酸、濃硝酸侵蝕外，對其它各種化學(xué)試劑都比較穩(wěn)定，但低分子量的脂肪烴、芳香烴和氯化烴等能使PP軟化和溶脹，同時它的化學(xué)穩(wěn)定性隨結(jié)晶度的增加還有所提高，所以聚丙烯適合制作各種化工管道和配件，防腐蝕效果良好。（5）電性能：聚丙烯的高頻絕緣性能優(yōu)良，由于它幾乎不吸水，故絕緣性能不受濕度的影響。它有較高的介電系數(shù)，且隨溫度的上升，可以用來制作受熱的電氣絕緣制品，它的擊穿電壓也很高，適合用作電氣配件等?？闺妷?、耐電弧性好，但靜電度高，與銅接觸易老化。（6）耐候性：聚丙烯對紫外線很敏感，加入氧化鋅、硫代丙酸二月桂酯、碳黑或類似的乳白填料等可以改善其耐老化性能。PP聚丙烯為無毒、無臭、無味的乳白色高結(jié)晶的聚合物，密度只有0.90~0.91g/cm3，是目前所有塑料中最輕的品種之一。它對水特別穩(wěn)定，在水中24h的吸水率僅為0.01%，分子量約8~15萬之間。成型性好，但因收縮率大，厚壁制品易凹陷。制品表面光澤好，易于著色。聚丙烯的化學(xué)穩(wěn)定性很好，除能被濃硫酸、濃硝酸侵蝕外，對其它各種化學(xué)試劑都比較穩(wěn)定，但低分子量的脂肪烴、芳香烴和氯化烴等能使PP軟化和溶脹，同時它的化學(xué)穩(wěn)定性隨結(jié)晶度的增加還有所提高，所以聚丙烯適合制作各種化工管道和配件，防腐蝕效果良好。聚丙烯的高頻絕緣性能優(yōu)良，由于它幾乎不吸水，故絕緣性能不受濕度的影響。它有較高的介電系數(shù)，且隨溫度的上升，可以用來制作受熱的電氣絕緣制品，它的擊穿電壓也很高，適合用作電氣配件等。抗電壓、耐電弧性好，但靜電度高，與銅接觸易老化。玻纖增強(qiáng)改性PP，通常，PP材料的拉伸強(qiáng)度在20M~30MPa之間，彎曲強(qiáng)度在25M~50MPa之間，彎曲模量在800M~1500MPa之間。如果要想把PP用在工程結(jié)構(gòu)件上，就必須使用玻璃纖維進(jìn)行增強(qiáng)。

玻纖增強(qiáng)改性PP，通過玻璃纖維增強(qiáng)的PP產(chǎn)品的機(jī)械性能能夠得到成倍甚至數(shù)倍的提高。具體來說，拉伸強(qiáng)度達(dá)到了65MPa~90MPa，彎曲強(qiáng)度達(dá)到了70MPa~120MPa，彎曲模量達(dá)到了3000MPa~4500MPa，這樣的機(jī)械強(qiáng)度完全可以與ABS及增強(qiáng)ABS產(chǎn)品相媲美，并且更耐熱。玻纖增強(qiáng)改性PP，一般ABS和增強(qiáng)ABS的耐熱溫度在80℃~98℃之間，而玻璃纖維增強(qiáng)的PP材料的耐熱溫度可以達(dá)到135℃~145℃。它可以被用來制作冰箱、空調(diào)等制冷機(jī)器中的軸流風(fēng)扇和貫流風(fēng)扇。此外，它也可以用于制造高轉(zhuǎn)速洗衣機(jī)的內(nèi)桶、波輪、皮帶輪以適應(yīng)其對機(jī)械性能的高要求，用于電飯煲底座和提手、電子微波烤爐等對耐溫要求較高的場所聚氨酯polyurethanes聚氨酯材料是目前國際上性能最好的保溫材料。主鏈含—NHCOO—重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的一類聚合物。英文縮寫PU。由異氰酸酯（單體）與羥基化合物聚合而成。由于含強(qiáng)極性的氨基甲酸酯基，不溶于非極性基團(tuán)，具有良好的耐油性、韌性、耐磨性、耐老化性和粘合性。用不同原料可制得適應(yīng)較寬溫度范圍（－50～150℃）的材料，包括彈性體、熱塑性樹脂和熱固性樹脂。高溫下不耐水解，亦不耐堿性介質(zhì)。常用的單體如甲苯二異氰酸酯、二異氰酸酯二苯甲烷等。多元醇分3類：簡單多元醇（乙二醇、丙三醇等）；含末端羥基的聚酯低聚物，用來制備聚酯型聚氨酯；含末端羥基的聚醚低聚物，用來制備聚醚型聚氨酯。聚合方法隨材料性質(zhì)而不同。合成彈性體時先制備低分子量二元醇，再與過量芳族異氰酸酯反應(yīng)，生成異氰酸酯為端基的預(yù)聚物，再同丁二醇擴(kuò)鏈，得到熱塑彈性體；若用芳族二胺擴(kuò)鏈并進(jìn)一步交聯(lián)，得到澆鑄型彈性體。預(yù)聚物用肼或二元胺擴(kuò)鏈，得到彈性纖維；異氰酸酯過量較多的預(yù)聚體與催化劑、發(fā)泡劑混合，可直接得到硬質(zhì)泡沫塑料。如將單體、聚醚、水、催化劑等混合，一步反應(yīng)即可得到軟質(zhì)泡沫塑料。單體與多元醇在溶液中反應(yīng)，可得到涂料；膠粘劑則以多異氰酸酯單體和低分子量聚酯或聚醚在使用時混合并進(jìn)行反應(yīng)。聚氨酯彈性體用作滾筒、傳送帶、軟管、汽車零件、鞋底、合成皮革、電線電纜和醫(yī)用人工臟器等；軟質(zhì)泡沫體用于車輛、居室、服裝的襯墊，硬質(zhì)泡沫體用作隔熱、吸音、包裝、絕緣以及低發(fā)泡合成木材，涂料用于高級車輛、家具、木和金屬防護(hù)，水池水壩和建筑防滲漏材料，以及織物涂層等。膠粘劑對金屬、玻璃、陶瓷、皮革、纖維等都有良好的粘著力。此外聚氨酯還可制成乳液、磁性材料等。一、日常生活中的應(yīng)用是：家具業(yè)應(yīng)用1.沙發(fā)、2.床墊、3.粘合劑、4.涂料、5.油漆、6.座椅扶手家用電器應(yīng)用1.冰箱、冷柜、消毒柜、熱水器等、2.電線電纜護(hù)套、3.電器絕緣漆、4.洗衣機(jī)電子器件與防水灌封膠建筑業(yè)應(yīng)用1.建筑墻體保溫、2.屋頂防水、3.密封膠、4.粘合劑、5.內(nèi)外墻涂料、6.地板漆、7.合成木材、8.防水堵漏劑、9.塑膠地板交通行業(yè)應(yīng)用1.汽車內(nèi)飾件：座椅，扶手，頭枕，門內(nèi)板，儀表盤，方向盤，減震墊；外飾件：保險(xiǎn)杠，擋泥板、2.地毯襯里，油漆、3.保溫絕緣部件、管路、4.密封墊圈、5.防滑鏈制鞋、制革業(yè)應(yīng)用1.鞋底、2.粘合劑、3.皮革整飾劑、4.人造革、合成革涂層體育行業(yè)的應(yīng)用塑膠運(yùn)動場地（籃球、排球、羽毛球、網(wǎng)球），運(yùn)動服裝（舞蹈服、泳衣、）；運(yùn)動鞋、滑板車。注塑模具的三維設(shè)計(jì)及校核2.1概述本章主要對注塑模具的三維設(shè)計(jì)做了詳細(xì)描述，給出了注塑模具的三維圖以及裝配圖，并對注塑壓力、鎖模力、注塑機(jī)等做出了較為詳細(xì)的校核2.2模具總裝圖經(jīng)過對凸凹模及制件尺寸的計(jì)算，選用250X250mm的模架。總裝圖如下所示：圖2-1模具總裝圖2.3注塑機(jī)的選擇2.3.1塑件體積和質(zhì)量的計(jì)算體積：根據(jù)塑件形狀進(jìn)行計(jì)算，得到塑件體積≈54660.59mm2≈54.66cm質(zhì)量：取材料聚甲醛(POM)的密度取=1.41g/cm2,則單個塑件的質(zhì)量m≈77.07g2.3.2注塑機(jī)的型號和規(guī)格的選擇根據(jù)對塑件體積的計(jì)算[3]，可選擇設(shè)備型號、規(guī)格、確定型腔數(shù)。注射機(jī)的額定注射量為Vb，每次的注射量不超過它的80%，即n=(0.8V式中：n—型腔數(shù)；Vj—澆注系統(tǒng)的體積（g）；Vg—塑件體積根據(jù)澆注系統(tǒng)初步方案進(jìn)行估算澆注系統(tǒng)體積Vj≈30cm2。則經(jīng)計(jì)算：Vb=105.8立方厘米。根據(jù)計(jì)算的各項(xiàng)參數(shù)，選擇注塑機(jī)型號為XS-ZY-125，注塑機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)如表2-1所示：2-1注塑機(jī)參數(shù)型號XS-ZY-125螺桿直徑/mm304542理論注塑容積/104106125注射壓力/MPa150鎖模力/kN900最大注射面積/cm2360最大模具厚度/mm350最小模具厚度/mm200模板尺寸/mm移模行程/mm300噴嘴球半徑/mm12噴嘴口直徑/mm4合模方式液壓-機(jī)械頂出形式兩側(cè)推出2.3.3型腔和型芯工作尺寸的計(jì)算計(jì)算所需要的公式如下所示：經(jīng)查表計(jì)算所得：型腔厚度為5（-0,01-+0.01）mm型腔徑向尺寸81（-0.1-+0.1）mm型腔高度為45.5（-0.05-+0.05）mm主型芯直徑為36（-0.01-+0.01）mm主型芯高度為18（-0.01-+0.01）mm型芯直徑為15（-0.01-+0.01）mm型芯高度為10（-0.01-+0.01）mm2.4澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.4.1澆口和分流道設(shè)計(jì)澆口的位置很難通過理論公式計(jì)算，根據(jù)澆口位置設(shè)計(jì)的原則：能使型腔各個角落同時充滿、利于補(bǔ)縮、利于排氣、避免產(chǎn)生熔合紋、不影響制品外觀等，故選擇中心孔四周的孔壁處作為澆口。由于點(diǎn)澆口生產(chǎn)會在外觀上產(chǎn)生瑕疵，也為了更好更有效的生產(chǎn)，故采用了中心澆口的注塑方式。同時為了方便生產(chǎn)，將分流道直接做在凸模上，即在凸模上加開十字槽作為分流道。圖2-2分流道三維視圖2.4.2分型面的確定分型面是指分開模具取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面。一副模具根據(jù)需要可能有一個或兩個以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以與合模方向平行或傾斜，我們在這里選用與合模方向垂直。選擇分型面的原則：有利于脫模；有利于保證塑件的外觀質(zhì)量和精度要求；有利于成型零件的加工制造；分型面數(shù)目與形狀通常采用平行分型面，即采用一個與注射機(jī)開模運(yùn)動方向垂直的分型面；型腔方位的確定：在決定型腔在模具內(nèi)的方位時，分型面的選擇應(yīng)盡量防止形成側(cè)孔或側(cè)凹，以避免采用比較復(fù)雜的模具結(jié)構(gòu)；有利于側(cè)向抽芯；考慮側(cè)向抽拔距；應(yīng)將抽芯或分型距離長的方向置于動、定模的開合模方向上，而將短抽拔距作為側(cè)向分型芯或抽芯，并注意將側(cè)抽芯放在動模邊，避免定模抽芯；鎖緊模具的要求；有利于排氣；分型面的選擇應(yīng)考慮注射機(jī)的技術(shù)參數(shù)。綜上所述，由于塑件結(jié)構(gòu)相對簡單，無側(cè)抽芯，故將分型面設(shè)計(jì)于塑件的最底部。動模脫開，后由頂出機(jī)構(gòu)將塑件由分型面頂出。2.4.3澆口套的選用由于模具比較簡單，注塑方式不復(fù)雜，故使用一般的澆口套就行，澆口套三維圖如圖所示（詳細(xì)參數(shù)見零件圖）：圖3-3澆口套2.4.4排氣槽的設(shè)計(jì)該塑件由于采用中心澆口進(jìn)料熔體經(jīng)塑件上方的中心孔向下注塑，而內(nèi)部的氣體可以從凸模與凹模結(jié)合處的型芯柱的間隙排出，同時，底面的氣體也會沿著分型面等間隙排出。2.4.5冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)溫度對塑件質(zhì)量影響非常大，因此溫度控制在注塑過程中顯得尤為重要。對一般塑件,必須使模溫較低,并保持恒定溫度,以減少塑件成型收縮率的波動,提高塑件尺寸穩(wěn)定性。另外，模具型芯和型腔的各部分溫差太大,會使塑件收縮不均勻?qū)е侣N曲變形,特別是對于壁厚不一致和形狀復(fù)雜的塑件,常常會出現(xiàn)因收縮不均勻而變形的情況,因此,必須設(shè)計(jì)合適的冷卻回路,使模具型腔、型芯各個部分的溫度基本一致，從而使塑件各部分的冷卻速度相同。由于PP材料屬于熱塑性材料，它的熱變形溫度為80℃，故模具溫度初步選定為2.5脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)由于塑件較大，同時注塑較為簡單，故在定模的三處邊緣加三個頂桿，采用機(jī)械頂出方式進(jìn)行頂出。

模流分析3.1概述模流分析是運(yùn)用moldflow軟件對塑件進(jìn)行最佳澆口分析、填充和翹曲分析、冷卻分析等等，大致模擬出從填充到保壓最后開模的整個過程。3.2模流分析的前期工作3.2.1P要進(jìn)行模流分析，首先必須將待分析件的模型建立出來，同時并轉(zhuǎn)換成moldflow可以識別的格式。如圖3-1所示，將Pro/e模型轉(zhuǎn)換成stl格式：圖3-1塑件三維模型轉(zhuǎn)化之后所呈現(xiàn)的圖形如下：圖3-2stl格式模型3.2.2網(wǎng)格劃分在Moldflow中，一共有三種類型的網(wǎng)格，分別是中面網(wǎng)格、表面網(wǎng)格和實(shí)體網(wǎng)格（3D網(wǎng)格）。（1）中面網(wǎng)格是Moldflow公司較早的一種網(wǎng)格類型。它是以二維的形式通過產(chǎn)品不同厚度上的定義來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的流動分析。其優(yōu)點(diǎn)是可以準(zhǔn)確的模擬簡單、薄壁產(chǎn)品的填充行為；同時他也具有顯著的缺點(diǎn)，即為其二維網(wǎng)格的局限性，在分析前需要做大量的處理工作來保證網(wǎng)格的質(zhì)量，有時需要在CAD軟件中事先做好模型的中層面，導(dǎo)入Moldflow中才能生成質(zhì)量較好的網(wǎng)格。（2）表面網(wǎng)格是基于Moldflow公司專利技術(shù)的Fusion網(wǎng)格，是一種介于中面網(wǎng)格與3D網(wǎng)格之間的網(wǎng)格類型。它以產(chǎn)品的抽殼的形式完成，屬于2.5維的空間造型。（3）3D網(wǎng)格也就是所謂的實(shí)體網(wǎng)格，真實(shí)展現(xiàn)實(shí)體產(chǎn)品的網(wǎng)格類型。之前的中面網(wǎng)格和表面網(wǎng)格均是基于面的形式，而3D網(wǎng)格真正將產(chǎn)品在厚度上以直觀的多層網(wǎng)格組成，模擬熔融塑膠前沿在閉合的型腔內(nèi)部流動行為。但它的缺點(diǎn)也很明顯，即由于網(wǎng)格數(shù)量的成倍增加，分析時間相對較長。所以選擇網(wǎng)格類型——Fusion圖3-3網(wǎng)格類型選擇生產(chǎn)網(wǎng)格的設(shè)置選項(xiàng)如下：圖3-4網(wǎng)格設(shè)置生成的網(wǎng)格圖如下：圖3-5網(wǎng)格示意圖由于采用表面網(wǎng)格，所以比較關(guān)注其網(wǎng)格的匹配率，如下圖所示網(wǎng)格的匹配率為84.1%，對于冷卻分析和翹曲分析，這并不是一個理想的網(wǎng)格匹配率。沒有其他的網(wǎng)格缺陷。圖3-6網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)3.3最佳澆口位置分析成型工藝選擇“熱塑性注塑成型”，分析順序選擇“最佳澆口位置”選項(xiàng)。分析結(jié)果如下：圖3-8最佳澆口位置分析圖圖3-9鎖模力、注射壓力選擇如圖所示，所顯示的最佳澆口位置為藍(lán)色所示，而我所設(shè)計(jì)的中心澆口的四個澆口位置處于最佳位置處，故所設(shè)澆口位置合理。3.4冷卻+流動+翹曲分析3.4.1主要的流動分析結(jié)果1.填充時間分析3-10填充時間由圖中可以看出，本制品較佳的填充時間為4.27s。時間較為合理。2．速度/壓力切換時的壓力3-11速度/壓力切換時的壓力3．流動前沿處的溫度3-12流動前沿溫度4．凍結(jié)層因子凍結(jié)層因子用于查看制品和澆口凝固的時間，因此可以根據(jù)顯示結(jié)果設(shè)置保壓。3-13凍結(jié)層因子5．凍結(jié)層時間3-14凍結(jié)層時間6．縮痕指數(shù)縮痕指數(shù)反應(yīng)了各部位縮水的百分比。3-15縮痕指數(shù)7．體積收縮率3-16體積收縮率如圖所示，制件的體積收縮率比較均勻，邊緣部位相對較大，做適當(dāng)?shù)谋杭纯伞?．氣穴3-17氣穴位置如圖所示，氣穴主要分布在電機(jī)蓋的底部與內(nèi)部，不影響制件的生產(chǎn)要求，只需要在模具上加開排氣孔即可。9．熔接痕3-18熔接痕位置由圖可以看出，熔接痕的位置跟氣穴所在位置接近，熔接痕在很大程度上就是由氣穴造成的。所以，要消除熔接痕首先要消除氣穴，就是要增加排氣孔，同時適當(dāng)增加注塑壓力、保壓壓力等。10．鎖模力3-19鎖模力由圖可以看出，在接近8s左右時鎖模力達(dá)到最高值，為0.6t。11．推薦的螺桿速度3-20推薦的螺桿速度很多成型缺陷都是由于塑膠在型腔內(nèi)流動不平造成的。故推薦的螺桿速度曲線圖有助于獲得平穩(wěn)的物料前沿，避免殘余應(yīng)力過高，改善翹曲。3.4.2主要的冷卻分析結(jié)果1．制品溫度3-21制品的溫度制品不同部位溫度差異，尤其是型芯和型腔溫差較大是引起制品翹曲、延長成型周期的主要原因。由圖中可以看出，制品溫度較低，不超過冷卻液太多，整體良好，不需要改善冷卻方式。2．模具溫度3-22模具溫度圖中可以看出，模腔溫度各部位差異較小，盡可能達(dá)到了均勻分布，比較完美，無需改進(jìn)。3．回路冷卻介質(zhì)溫度3-23回路冷卻介質(zhì)溫度回路冷卻液的溫度變化幅度不應(yīng)該超過2℃~3℃。由圖中可以看出，管道中的冷卻液溫度變化幅度不大，小于4．回路管壁溫度3-24回路管壁溫度管壁溫度變化較小，雖然上方管壁中心位置溫度相對較高，但無需進(jìn)行加強(qiáng)冷卻。5．制品凍結(jié)時間3-25制品凍結(jié)時間制品的中心處由于接口較多，散熱快，冷卻速率最快，而三個測腳冷卻較慢，是最后冷卻的。由于頂桿的位置正是處于凍結(jié)時間較長的地方，為了提高生產(chǎn)效率，需要對這些位置進(jìn)行加強(qiáng)冷卻，以方便開模頂出。6．制品的平均溫度3-26制品的平均溫度由于制品的平均溫度都比采用的塑膠材料的頂出溫度要低，故而可以在制品凝固率達(dá)到80%、流道凝固率到達(dá)50%時就可以開模頂出，縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率。7．回路熱去除效率3-27回路熱去除效率回路的熱去除效率顯示了冷卻管道的冷卻效率。從圖中可以看出，越靠近中心位置，其效率越高，兩端的效率較差。但總體來說他們的冷卻效率還是很高的。那些距離較遠(yuǎn)的雖然冷卻效率不高，但作為連接模具外進(jìn)出口的通道，他們的存在是必須的。3.4.3主要的翹曲分析結(jié)果1．制品的總變形量3-28制品總變形量由圖中可以看出，制件的中心位置變形較小，幾乎不變形，而制件的三個腳變形較大，特別是三個端點(diǎn)。2．冷卻引起的變形3-29冷卻變形由圖可以看出，冷卻引起的變形很小，說明冷卻系統(tǒng)較好，無需改善。3．收縮引起的變形3-30收縮變形由圖中可以看出，制件由于收縮引起的變形