【正文】 編號： 畢業(yè)設(shè)計說明書題 目： 收音機后蓋注塑模 設(shè)計與CAE分析 學 院： 材料科學與工程學院 專 業(yè)： 材料成型及控制工程 學生姓名： 莫忠文 學 號： 0801020222 指導(dǎo)教師： 廖宏誼 職 稱： 教 授 題目類型： 理論研究 實驗研究 √ 工程設(shè)計 工程技術(shù)研究 軟件開發(fā)2012年 5 月 15日 桂林電子科技大學畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 摘 要本課題以收音機后蓋為例子，在傳統(tǒng)模具設(shè)計的基礎(chǔ)上。通過注射模CAD/CAE相結(jié)合的技術(shù)，運用Moldflow對設(shè)計的注塑模具進行澆口、溫度、壓力、冷卻、填充、流動等分析，將分析結(jié)果結(jié)合現(xiàn)實模具設(shè)計的經(jīng)驗和實際要求對設(shè)計的模具進行修改，找出最佳的模具設(shè)計方案，完善設(shè)計參數(shù)， MOLD WIZARD (專家模架系統(tǒng))模塊下進行產(chǎn)品的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計。本設(shè)計過程著重于塑件的工藝性分析、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、成型零件的設(shè)計、各參數(shù)的校核，CAE(Moldflow)分析，標準模架選擇等。最后通過AutoCAD軟件繪制產(chǎn)品圖，模具裝配工程圖及主要零件工程圖。注射成型方法可直接一次成型形狀復(fù)雜的塑料產(chǎn)品，是一種高效率、大批量的生產(chǎn)方式。注射成型模具是這種生產(chǎn)方式中的關(guān)鍵工藝設(shè)備。注塑模CAE技術(shù)，作為提升模具設(shè)計效率和質(zhì)量的手段，也就日漸受到重視。關(guān)鍵詞：注塑模； Moldflow 軟件；CAE模擬分析；注射成型AbstractThis topic to the radio back cover for example, in the traditional mold design, and on the basis of using aided design software this product entity model. InjectionCAD / CAE integration of technology, used of Moldflow design for the injection mold gate、temperature, pressure, cooling, filling, flow analysis and so. Through the analysis of mold design and practical experience requirements to modify the design of the mold to find the best mold design, improve and perfect the design parameters. And then under the MOLD WIZARD (expert Diesystem) module added products structure of molding, the design process focuses on the plastic parts of the process of analysis, the gating design of system, forming part of the design parameters of the verification, CAE (Moldflow) analysis, choice the standardmode. Then product plans, mold assembly project plans and major parts of plans by drawing AutoCAD software.The injection molding method can be directly shape once plex shape of plastic products, it is a kind of high efficiency and mass production. Injection molding is the key process equipment production mode. As ascending CAE, injection molding mould design efficiency and quality, also increasingly attention.Key words： Injection Molding； CAE simulation analysis；Moldflow software；Injection Molding目 錄引言 11 緒論 2 我國塑料工業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 2 塑料注射成型及其工藝的概述 4 注射成型工作原理 4 注射成型的必要條件 4 注射成型工藝過程 4 注塑模的概述 6 注塑模的結(jié)構(gòu)組成 6 注塑模的分類 7 注塑模CAE技術(shù)的發(fā)展和在注塑模設(shè)計中的應(yīng)用 7 注塑模CAE技術(shù)的發(fā)展 7 注塑模CAE技術(shù)在注塑模設(shè)計中的應(yīng)用 82 塑件三維實體設(shè)計及其成型工藝的確定 8 塑件模型建立 8 分型面設(shè)計 10 初步確定型腔數(shù)量以及排列方式 123 塑件模流分析 13 導(dǎo)入要分析文件和模型網(wǎng)格處理 14 網(wǎng)格統(tǒng)計與修復(fù) 14 Mlodflow 結(jié)果分析 14 最佳澆口位置分析 15 速度/壓力切換時的壓力的分析 15 Flow流動分析 16 Cool 冷卻系統(tǒng)的分析 19 Warp翹曲分析 20 基于Moldflow的CAE分析總結(jié) 21 總體分析結(jié)果數(shù)據(jù) 214 注塑設(shè)備和模架選擇 24 注塑設(shè)備選擇 24 注塑機重要參數(shù)校核 25 模架選擇 275 澆注系統(tǒng)設(shè)計 28 分流道設(shè)計 28 澆口設(shè)計 29 冷料穴和拉料桿設(shè)計 306 成型零件設(shè)計 31 型腔型芯的設(shè)計 31 成型零件鋼材的選用 32 成型零件工作尺寸的計算[6] 32 各尺寸計算結(jié)果 34 滑塊、導(dǎo)滑槽及定位裝置的設(shè)計 35 塑模抽芯油缸的選取和使用 377 冷卻系統(tǒng)的排氣系統(tǒng)設(shè)計 39 冷卻系統(tǒng)設(shè)計的原則 39 冷卻系統(tǒng)參數(shù)的確定和管道的布置 39 排氣系統(tǒng)的設(shè)計 408 脫模推出機構(gòu)的設(shè)計 41 脫模力的計算 41 頂桿推管脫模機構(gòu) 42 導(dǎo)向和定位機構(gòu)的設(shè)計 439 結(jié)論 44謝 辭 45參考文獻 46 桂林電子科技大學畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 8 頁共46頁 引言　　模具行業(yè)是機械制造的主要產(chǎn)業(yè)之一，也是國家鼓勵外商投資的一大產(chǎn)業(yè)。模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)，受到政府和企業(yè)界的高度重視，由于模具制造的多樣性、復(fù)雜性和廣泛的適用性，故而模具工業(yè)被稱之為“帝王工業(yè)”。 受益全球經(jīng)濟復(fù)蘇和國內(nèi)經(jīng)濟快速發(fā)展，我國塑料行業(yè)持續(xù)增長，注塑模具工藝空前發(fā)展，依靠人工經(jīng)驗來設(shè)計模具已經(jīng)不能滿足需要，企業(yè)越來越多地利用注塑模流分析技術(shù)來輔助塑料模具設(shè)計。注塑模CAE技術(shù)，作為提升模具設(shè)計效率和質(zhì)量的手段，也就日漸受到重視。利用CAE技術(shù)，設(shè)計人員可以仿真出塑料成型過程中的充填、保壓、冷卻及脫模后的翹曲變形等過程，準確預(yù)測塑料熔膠在模腔內(nèi)的流動狀況，溫度、壓力、剪切應(yīng)力、體積收縮等變量在整個充填工程中某瞬間的分布情況。利用注塑模流分析分析技術(shù)，能預(yù)先分析模具設(shè)計的合理性，減少試模次數(shù)，加快產(chǎn)品研發(fā)，提高產(chǎn)業(yè)效率。因此在注塑模中CAE技術(shù)的應(yīng)用將是我們進行模具設(shè)計的發(fā)展趨勢。模具CAD/CAE/CAM 正向集成化、三維化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。進入二十一世紀以后，模具基本上全部采用計算機輔助設(shè)計和制造。用戶設(shè)計的零件圖形從互聯(lián)網(wǎng)輸出，先進塑件分析，再進行三維模具設(shè)計。設(shè)計時根據(jù)用戶的設(shè)備條件和成型工藝，協(xié)商討論確定模具方案。CAD 結(jié)束之后，使用moldflow 軟件進行計算機模擬分析(CAE)，該軟件可以模擬注射過程，并在計算機顯示器上用不同的顏色顯示出注射時物料流動速度、溫度、壓力變化，由此判斷模具設(shè)計的合理性。由于采用CAE技術(shù)大大減少了制造過程中模具的修整和試模的工作量。設(shè)計的模具確定之后，使用CAM 軟件為CNC機床或加工中心編制加工用的數(shù)控程序。數(shù)控程序編制好后，可先在計算機上模擬加工過程，以檢驗數(shù)控程序的正確性。在確認數(shù)控程序沒有問題時，可通過與廠內(nèi)局域網(wǎng)連接的直接數(shù)控(DNC)計算機將數(shù)控程序傳送至選定的CNC 機床或加工中心，在毛坯準備和裝卡完畢之后，便可以進行加工。 因此模具企業(yè)應(yīng)大力普及、廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM 技術(shù)，逐步走向模具軟件功能集成化，模具設(shè)計分析制造的三維化，模具軟件應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)化，同時還應(yīng)強調(diào)信息的集成，強調(diào)技術(shù)、人和管理的集成。1 緒論 我國塑料工業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 （1）我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 80年代以來，在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟政策的支持和引導(dǎo)下，我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為14%，1999年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為245億，至2002年我國模具總產(chǎn)值約為360億元，其中塑料模約35%左右。在未來的模具市場中，塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。 我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。如天津津榮天和機電有限公司和煙臺北極星Ⅰ.K模具有限公司制造多腔VCD和DVD齒輪模具，所生產(chǎn)的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動等要求都達到了國外同類產(chǎn)品的水平，而且還采用最新的齒輪設(shè)計軟件，糾正了由于成型收縮造成齒形誤差，達到了標準漸開線齒形要求。～，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達10～30萬次，淬火鋼模達50～1000萬次，交貨期較以前縮短，但和國外相比仍有較大差距。 成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機構(gòu)的創(chuàng)新方面也取得較大進展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟，如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在29～34英寸電視機外殼以及一些厚壁零件的模具上運用氣輔技術(shù)，一些廠家還使用了CMOLD氣輔軟件，取得較好的效果。如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設(shè)備及技術(shù)。熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達20%以上，一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率達不到10%，與國外的50%～80%相比，差距較大。 在制造技術(shù)方面，CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個新臺階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進了相當數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)，如美國EDS的UGⅡ、美國Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美國CV公司的CADS英國Deltacam公司的DOCT日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美國ACTech公司的CMold及澳大利亞Moldflow公司的MPA塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進，雖花費了大量資金，但在我國模具行業(yè)中，實現(xiàn)了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技術(shù)對成型過程，如充模和冷卻等進行計算機模擬，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟效益，促進和推動了我國模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展。近年來，我國自主開發(fā)的塑料模CAD/CAM系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的CAXA系統(tǒng)、這些軟件具有適應(yīng)國內(nèi)模具的具體情況、能在微機上應(yīng)用且價格低等特點，為進一步普及模具CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。 近年來，國內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如：P20，3Gr2Mo、PMS、SMⅠ、SMⅡ等，對模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重大影響，但總體使用量仍較少。塑料模具標準模架、標準推桿和彈簧等越來越廣泛得到應(yīng)用，并且出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國模具標準化程度的商品化程度一般在30%以下，和國外先進工業(yè)國家已達到70%～80%相比，仍有差距。 （2）我國塑料模具工業(yè)和今后的主要發(fā)展方向?qū)ǎ? ①提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復(fù)雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所致。 ②在塑料模設(shè)計制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)。CAD/CAM技術(shù)已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術(shù)，近年來模具CAD/CAM技術(shù)的硬件與軟件價格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進一步普及創(chuàng)造良好的條件；基于網(wǎng)絡(luò)的CAD/CAM/CAE一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型CAD/CAM系統(tǒng)無法滿足實際生產(chǎn)過程分工協(xié)作要求的問題；CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的3D設(shè)計與成型過程的3D分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。 （3）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)。采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應(yīng)用這項技術(shù)是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國家標準，積極生產(chǎn)價廉高