【正文】 .................................... 5 澆注系統(tǒng)各部分的作用 ................................ 5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則 ................................. 6 澆口的分類和適用場合 ............................... 7 具體方案的確定 ...................................... 8 熱流道應(yīng)用主要技術(shù)關(guān)鍵 ............................ 10 熱流道模具的缺點 .................................. 11 冷卻系統(tǒng)方案的確定 ...................................... 12 確定加熱與冷卻的原則 .............................. 12 冷卻水道開設(shè)原則 .................................. 13 具體方案的確定 ..................................... 14 工藝參數(shù) ........................................... 15 第三章 基于 的流動分析模擬 ............................... 18 產(chǎn)品模型的導(dǎo)入 .......................................... 18 模型的網(wǎng)格劃分 .......................................... 19 網(wǎng)格缺陷修改 ............................................ 22 網(wǎng)格狀態(tài)統(tǒng)計 ....................................... 23 網(wǎng)絡(luò)的初步修改 ..................................... 23 自由邊修改 ......................................... 25 重疊、交叉單元修改 ................................ 26 網(wǎng)格最大縱橫比單元的修改 .......................... 27 未定向單元修改 ..................................... 30 分析類型及順序的設(shè)置 .................................... 30 產(chǎn)品注塑原料的選擇 ...................................... 31 澆注系統(tǒng)的建立 .......................................... 33 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的建立 .................................. 33 進料口和進水口的設(shè)立 .................................... 34 工藝過程參數(shù)的設(shè)置 ...................................... 35 分析計算 ................................................ 35 第四章 基于 MPI 分析報告的產(chǎn)品方案選擇 ......................... 37 流動填充分析比較 ........................................ 37 三點進澆澆注系統(tǒng)的模擬流動分析 ................... 37 氣穴的比較 ............................................... 38 熔接痕的比較 ............................................ 39 制件翹曲的比較 .......................................... 40 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 IV 頁 澆注系統(tǒng)方案的初步選擇 .................................. 41 冷卻系統(tǒng)的修改 .......................................... 42 產(chǎn)品成型方案的最終確定 .................................. 43 第 五章 基于正交試驗工藝參數(shù)優(yōu)化分析 ........................... 44 正交實驗方法簡介 ........................................ 44 數(shù)值模擬與正交試驗方法結(jié)合的多工藝參數(shù)優(yōu)化 ............. 47 基于正交試驗多工藝參數(shù)優(yōu)化 ........................ 47 基于 MPI的產(chǎn)品工藝參數(shù)的單個因素數(shù)據(jù)分析 .............. 51 結(jié) 論 ............................................................ 59 致 謝 ............................................................ 60 參考文獻 .......................................................... 61 附 錄 ............................................................ 62 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 1 頁 前 言 本次畢業(yè)設(shè)計的課題是《基于注塑模具 CAE技術(shù)的熱流道關(guān)鍵技術(shù)研究》。利用 CAE軟件 MOLDFLOW，可以對不同工藝條件下的塑料注射 成型過程進行模擬，幫助設(shè)計人員及早的發(fā)現(xiàn)模具和成型質(zhì)量方面存在的問題，從而可以優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)和注射工藝參數(shù)，縮短產(chǎn)品的整個生產(chǎn)周期。 長期以來，我國的注射模設(shè)計主要依靠設(shè)計者的經(jīng)驗和直覺，通過反復(fù)試模、修模修正設(shè)計方案，缺乏科學(xué)依據(jù)，具有較大的盲目性，不僅使模具的生產(chǎn)周期長、成本高，而且質(zhì)量也難以保證。對于大型精密、新結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，問題更加突出。隨著塑料制品應(yīng)用的日益廣泛，傳統(tǒng)的注射模生產(chǎn)方式已不能適應(yīng)現(xiàn)代社會發(fā)展對塑料制品產(chǎn)量、質(zhì)量和更新?lián)Q代速度的需求。多年來，人們一直期望能預(yù)測注射成型時塑料熔體在模具型腔中的流動情況及塑料制品在模具型腔內(nèi)的冷卻、固化過程，以便在模具制造之前就能發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在的問題，修改圖紙而不是返修模具。注射模 CAE技術(shù)的出現(xiàn)，使人們的這一愿望能變?yōu)楝F(xiàn)實 。 注射模 CAE技術(shù)就是根據(jù)塑料加工流變學(xué)和傳熱學(xué)的基本理論，建立塑料熔體在 模具型腔中的流動、傳熱的物理數(shù)學(xué)模型，利用數(shù)值計算理論構(gòu)造其求解方法，利用計算機圖形學(xué)技術(shù)在計算機屏幕上形象、直觀地模擬出實際成型中熔體的動態(tài)充填、冷卻過程，定量地給出成型過程的狀態(tài)參數(shù) (如壓力、溫度、速度等 )。利用注射模 CAE 技術(shù)可存樟具制造之前，在計算機上對模具設(shè)計 方案進行分析和模擬來代替實際的試模，預(yù)測設(shè)計中潛在的缺陷，突破了傳統(tǒng)的在注塑機上反復(fù)試模、修模的束縛，為設(shè)計人員修改設(shè)計提供科學(xué)的依據(jù)。 CAE 技術(shù)的應(yīng)用帶來的直接好處是省時省力，減少試模、修模次數(shù)和模具報廢率，縮短模具設(shè)計制造周期，降低成本提高產(chǎn)品質(zhì)量。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 2 頁 第一章 緒論 本次課題的意義 通過模具分析技術(shù)即模具 CAE技術(shù)從理論上分析并對注塑成型過程進行數(shù)值模擬，得到各種分析結(jié)果，掌握塑料的使用性能和用途，完成與模具相關(guān)資料的外文翻譯。了解企業(yè)的模具設(shè)計流程和制造情況。掌握Moldflow 等新軟件使用和模具加 工的新工藝。優(yōu)化模具設(shè)計結(jié)構(gòu)，進行澆口最佳數(shù)量和最佳位置的確定，尤其是對模具的澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)進行改進，完成冷卻分析、填充分析、翹曲分析等。應(yīng)用正交軟件確定最佳的成型條件。找到造成該款產(chǎn)品產(chǎn)生質(zhì)量缺陷的問題所在，提出對模具結(jié)構(gòu)的改進方法，優(yōu)化試模工藝參數(shù)、為達到最終的合格。 本次課題的具體內(nèi)容 本次畢業(yè)設(shè)計所要模擬分析的是某電器公司的一款零件（其產(chǎn)品圖見圖 ），通過 Moldflow 軟件分析多種澆注系統(tǒng)，通過對分析模擬結(jié)果的反饋從中選定出最佳的澆注系統(tǒng)。 圖 產(chǎn)品外型 Moldflow 軟件簡介 Moldflow 公司是一家專業(yè)從事塑料成型計算機輔助工程分析（ CAE）的軟件和咨詢公司，時塑料分析軟件的 創(chuàng)造者，其 MPI 軟件是塑料 CAE軟件公認的領(lǐng)導(dǎo)者。 Moldflow 軟件可以模擬整個住宿過程這一過程對注塑成型產(chǎn)品的影響，其軟件工具中融合了一整套設(shè)計原理，可以評價和優(yōu)化組合整個過程，可以在模具制造之前對塑料產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)和質(zhì)量進行優(yōu)化。本次畢業(yè)設(shè)計以 Moldflow 中文版進行講解。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 3 頁 Moldflow Plastic Insight(MPI)是一個提供深入制 件和模具設(shè)計分析的軟件包，它提供強大的分析功能、可視化功能和項目管理工具。這些工具使客戶可以進行深入的分析和優(yōu)化。 MPI 使用戶可以對制件的幾何形狀、材料的選擇、模具設(shè)計及加工參數(shù)設(shè)置進行優(yōu)化以獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品。 (1) 集成的用戶界面 集成的用戶界面使用戶可以方便地輸入 CAD 模型、選擇和查找材料、建立分析模型、進行一系列的分析，并采用先進的后處理技術(shù)使用戶方便的觀察分析結(jié)果、它還可以生成基于 INTERNET 的分析報告，方便的實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。 (2) CAE 模型的獲取 MPI 提供了 CAE行業(yè)最優(yōu)秀的 CAD集成 方案， Moldflow 實現(xiàn)了最廣泛的幾何模型集成。包括線框模型、表面造型、薄壁實體以及難以用中型面來表達的厚壁實體。無論您設(shè)計的幾何體是什么形式， MPI 都提供了易于使用的、穩(wěn)定的、集成的環(huán)境來處理您的模型。對于線框和表面造型， MPI可以直接讀取任何 CAD 表面模型并進行分析。在用戶采用線框和表面造型文件時， MPI 可以自動生成中型面網(wǎng)格并準(zhǔn)確計算單元厚度，進行精確的分析。 MPI 的中型面模塊用于處理薄壁制件，節(jié)省了用戶大量的 CAE 建模時間。使他們致力于 CAE分析和優(yōu)化。對于薄壁實體， MPI 的 FUSION 模塊基于 Moldflow 的獨家專利的 DaulDomain 分析技術(shù)，使用戶可以直接進行薄壁實體模型分析。這將原來需要幾小時甚至幾天的建模工作縮短為幾分鐘，無需進行中型面網(wǎng)格的生成和修改。 FUSION 可以直接從塑件顧問中讀取模型而進行進一步的分析。對于厚壁實體 Moldflow 的 MPI/Flow3D 和MPI/Cool3D 模塊采用全三維的自適應(yīng)網(wǎng)格進行全三維分析。這三種方法提供了最廣泛的幾何設(shè)計模型的集成，是其它軟件難以匹敵的。 (3) 分析功能簡介 注塑流動模擬 MPI 的流動分析模擬了塑料熔體在整個注塑過程中的流動情況，確保 用戶獲得高質(zhì)量的制件。使用流動分析用戶可以優(yōu)化澆口位置和加工參數(shù)、預(yù)測制件可能出現(xiàn)的缺陷、自動確定取得流動平衡的流道系統(tǒng)尺寸。冷卻模擬注塑和保壓過程得到了優(yōu)化后，可以進行冷卻系統(tǒng)造型：包括流道、模具外形、鑲塊等，并進行冷卻分析。結(jié)構(gòu)模擬 MPI 的翹曲分析可以預(yù)測塑料制件的收縮和翹曲。可以使用線性和非線性方法來精南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 4 頁 確預(yù)測翹曲的變形量，并指出引起翹曲的主因。 MPI 的模內(nèi)殘余應(yīng)力修正算法 (CRIMS)使用戶可以精確分析 Moldflow 數(shù)據(jù)庫中 500種材料的翹曲情況。 MPI 應(yīng)力分析功能可以分析塑件的在外力狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)性 能，它提供一個線性分析方法在概念設(shè)計階段，快速預(yù)測制件是否符合設(shè)計的結(jié)構(gòu)要求。采用非線性方法來確定由于外載荷而導(dǎo)致的永久變形。纖維取向分析塑料的纖維取向?qū)ψ⑺苤萍臋C械和結(jié)構(gòu)性能有著重大影響， MPI 先進的可視化工具使客戶可以清晰的看到纖維取向在制件的各個部位的分布，從而獲得制件的剛度信息。注塑參數(shù)優(yōu)化 MPI的注塑工藝優(yōu)化功能對于每一特定制件，自動的確定其最優(yōu)加工工藝參數(shù)和注塑機參數(shù)。它的分析結(jié)果可以作為 MPX的輸入?yún)?shù)使試?？旖莞咝А廨o工藝模擬使用 MPI可以模擬體積控制和壓力控制氣輔工藝。它首先模擬聚合物 在模具中的流動，然后模擬氣體在型腔內(nèi)的穿透情況。熱固性材料注塑模擬 MPI提供工具進行熱固性塑料成型的模擬：如注塑成型、 IC卡成型、樹脂模塑成型、 BMC材料模塑成型和反應(yīng)注塑成型等。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 5 頁 第二章 分析方案的確定 多種澆注系統(tǒng)方案的確定 在方案的選擇前先說明一下澆注系統(tǒng)的組成和作用： 澆注系統(tǒng)是指塑料熔體從注射機噴嘴出來后 ,到達型腔之前在模具中所流經(jīng)的通道 ,其作用是將熔融狀態(tài)的塑料從噴嘴處平穩(wěn)地引入模具型腔 ,并在熔體填充和固化定型的過程中將注射壓力和保壓力傳遞到塑料制品各部分，以獲得組織致密、外形清晰、表面光 潔和尺寸精確的塑料制品。