【正文】 成型周期。對(duì)于大型精密、新結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，問題更加突出。 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(dòng)、傳熱的物理數(shù)學(xué)模型，利用數(shù)值計(jì)算理論構(gòu)造其求解方法，利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)在計(jì)算機(jī)屏幕上形象、直觀地模擬出實(shí)際成型中熔體的動(dòng)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 )。了解企業(yè)的模具設(shè)計(jì)流程和制造情況。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(duì)模具結(jié)構(gòu)的改進(jìn)方法，優(yōu)化試模工藝參數(shù)、為達(dá)到最終的合格。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)以 Moldflow 中文版進(jìn)行講解。 (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(jìn)行一系列的分析，并采用先進(jìn)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(bào)告，方便的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。對(duì)于線框和表面造型， MPI可以直接讀取任何 CAD 表面模型并進(jìn)行分析。對(duì)于薄壁實(shí)體， MPI 的 FUSION 模塊基于 Moldflow 的獨(dú)家專利的 DaulDomain 分析技術(shù)，使用戶可以直接進(jìn)行薄壁實(shí)體模型分析。這三種方法提供了最廣泛的幾何設(shè)計(jì)模型的集成，是其它軟件難以匹敵的。結(jié)構(gòu)模擬 MPI 的翹曲分析可以預(yù)測(cè)塑料制件的收縮和翹曲。采用非線性方法來確定由于外載荷而導(dǎo)致的永久變形。氣輔工藝模擬使用 MPI可以模擬體積控制和壓力控制氣輔工藝。澆注系統(tǒng)可分為普通流道澆注系統(tǒng)和無流道澆注系統(tǒng)兩大類。它的形狀與尺寸對(duì)塑料流動(dòng)速度和充模時(shí)間有較大的影響，因此，必須使熔體的溫度降低和壓力損失最小。 1) 因澆口截面狹窄，所以可使經(jīng)過分流道之后，壓力和溫度都已有所下降的塑料熔體產(chǎn)生加速度和較大的剪切熱，保證熔體充模時(shí)具有較快南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 6 頁 的流動(dòng)速度和較好的流動(dòng)性。特別是調(diào)整其截面尺寸時(shí)，截面高度的變化對(duì)澆口的容積及澆口凍結(jié)時(shí)間影響很大；另外，截面積的變化對(duì)塑料熔體內(nèi)的切變速率影響很大，而切變速率又與熔體表觀粘度有關(guān)，所以改變澆口截面尺寸或截面積 的大小，可以控制澆口凍結(jié)時(shí)間（即補(bǔ)縮時(shí)間或補(bǔ)縮程度），以及熔體充模時(shí)的流動(dòng)性能。 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 (1)保證塑料熔體流動(dòng)平穩(wěn)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)注 意使系統(tǒng)與模具中的排氣結(jié)構(gòu)相適應(yīng)，使系統(tǒng)具有良好的排氣性，從而保證塑料熔體經(jīng)過系統(tǒng)或充填模腔時(shí)不發(fā)生渦流和紊流，以使制品獲得良好的成型質(zhì)量。為了方便修整并無損制品外觀和使用性能，澆注系統(tǒng)在模具中的位置和形狀，尤其是澆口的位置和形狀南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 7 頁 應(yīng)盡量根據(jù)制品的形狀和使用要求確定。 (6)應(yīng)與塑料品種相適應(yīng)不同的塑料具有不同的流動(dòng)性，特別是對(duì)硬質(zhì)聚氯乙稀、聚丙烯酸酯和聚甲醛等成型性差的塑料，其流道和澆口的選擇是否合適，對(duì)于制品的性能、外觀以及成型周期和生產(chǎn)成本都有很大影響。 (8)盡量減少塑料消耗設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，除注意滿足上述設(shè)計(jì)原則外，還應(yīng)使系統(tǒng)的長度和容積盡量小，這樣做不僅可以避免系統(tǒng)凝料積壓、延長成型周期等問題，而且還可以減少系統(tǒng)占用的塑料量，從而減小原材料消耗以及回收廢料的工作量。 (2)側(cè)澆口也是常用澆口之一。 (4)潛伏式澆口，多用于外觀要求高的成品，可以把澆口潛伏在不明顯的 位置，優(yōu)點(diǎn)是澆口自動(dòng)切除，免去了人工后期處理。優(yōu)點(diǎn)是可以防止?jié)部谔幍牧鞯酪驀娚浜褪湛s下陷，以及減少澆口出的應(yīng)力集中，缺點(diǎn)是壓力損失大，澆口不易切除，有明顯的澆口痕跡。塑料通過 點(diǎn) 澆口，在橫向得到更均勻的分配，可降低制品的內(nèi)應(yīng)力和帶入空氣的可能性。分流道表面粗糙度值不能過大，以免增大料流阻力，常取 。一是塑料 溫 度的控制，二是塑料流 動(dòng) 的控制。 如使用 熱針 式 澆 口方法注塑成型 時(shí)產(chǎn) 品 澆 口 質(zhì) 量差 問題，閥 式 澆 口方法成型 時(shí)閥針關(guān)閉 困 難問題， 多型腔模具中的零件填充 時(shí)間 及 質(zhì) 量不一致 問題 等。對(duì)于零件重量相差懸殊的 Family mold 要進(jìn)行澆道尺寸設(shè)計(jì)平衡。尺寸太大則熱流道體積過大，塑料在熱流道系統(tǒng)中停留時(shí)間過長， 損壞材料性能而導(dǎo)致零件成型后不能滿足使用要求。 任何可以用冷流道模具加工的塑料材料都可以用 熱流 道模具加工。 3． 工業(yè)領(lǐng) 域 熱 流道模具在 電 子，汽 車 ， 醫(yī)療 ，日用品，玩具， 包裝 ，建筑， 辦 公設(shè)備等 各 工業(yè)部門 都得到 廣泛應(yīng) 用。如果零件 產(chǎn) 量小，模具工具成本比例高， 經(jīng)濟(jì) 上不花算。 如塑料密封不好 導(dǎo) 致塑料溢出 損 壞 熱流道組 件中 斷生產(chǎn)，噴嘴鑲 件與 澆 口相 對(duì)位置不好 導(dǎo) 致制 品質(zhì) 量 嚴(yán) 重下降等。 熱流 道系 統(tǒng)的組 成 盡 管世界上 有許 多 熱流 道生 產(chǎn) 廠商和多種 熱流 道 產(chǎn) 品系列，但一 個(gè) 典型的 熱流 道系 統(tǒng) 均由如下幾大部分 組 成： 1． 熱流 道板 （ MANIFOLD） 2． 噴嘴 （ NOZZLE） 3． 溫 度控制器 4． 輔 助零件 冷卻 系統(tǒng)方案的確定 注射成型過程中，模具的溫度對(duì)塑料熔體的充模流動(dòng)、固化定型、生產(chǎn)率、制品的形狀和尺寸精度、機(jī)械強(qiáng)度、應(yīng)力開裂和表面質(zhì)量等均有影響。在模塑過程中，要保持模具溫度的穩(wěn)定，就應(yīng)保持輸入熱與輸出熱平衡。也可采用電加熱方式。若要提高這類塑料制品的生產(chǎn)率，為縮短制品在模內(nèi)的冷卻時(shí)間及成型周期，可采用冷水控制模溫。 (4)對(duì)于高粘流溫度或高熔點(diǎn)塑料，可用溫水控制模溫，其目的是溫水對(duì)塑料制品產(chǎn)品冷卻作用，并對(duì)常溫水和冷卻水更有利于使模溫分布均勻化。 (7)對(duì)于流程長、壁厚又較厚的制品，或者是粘流溫度或熔點(diǎn)雖然低，但成型面積很大的制品，為保證塑料熔體在充模過程中不因溫度下降難于流動(dòng)，也可對(duì)模具采取適當(dāng)?shù)募訜岽胧? (11)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工容易，成本低廉。 (3)水孔管路應(yīng)暢通無阻。并聯(lián)管道分幾路通水流動(dòng)，且阻力小，溫度均勻，但中間堵塞時(shí)不易發(fā)現(xiàn)，管接頭多。 ABS具有較高的抗沖擊強(qiáng)度， 且在低溫下也不迅速下降；有良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐磨性，易于成型加工，且易著色。 塑件選用 ABS塑料成型， ABS是一種具有良好綜合性能的工程塑料，它具有良好的成型性 、韌性、化學(xué)穩(wěn)定性和良好的表面硬度，其抗拉強(qiáng)度可達(dá) 35～50Mpa,ABS 粘度適中，流動(dòng)性好，其制品的使用溫度范圍在 40～ 100℃之間，這符合旋鈕的使用溫度范圍。如圖 2 29 所示。所以正交分析使用三澆口的分布方案。 如圖 45 所示 。 在左側(cè)出現(xiàn)方案任務(wù)窗口如圖 39： 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 19 頁 圖 37 導(dǎo)入視圖 圖 38 導(dǎo)入對(duì)話框 圖 39 導(dǎo)入后項(xiàng)目視窗 圖 310 導(dǎo)入后初始圖形 導(dǎo)入后初始圖形。 此時(shí)系統(tǒng)會(huì)彈出網(wǎng)絡(luò)劃分對(duì)話框 如圖 312所示 ，單擊 Advance（高級(jí)）按鈕 如圖 313所示 ， 保持平均邊長 默認(rèn) 不變，先按生成網(wǎng)格按鈕，生成網(wǎng)格。 （如圖 317 所示） 圖 315 劃分好網(wǎng)格后的圖形 圖 317 網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)視圖 等待一會(huì)出現(xiàn)了網(wǎng)格診斷 （如圖 318 所示） 。 雙擊 Fusion 網(wǎng)格 圖標(biāo) （如圖 319 所示） ，出現(xiàn) 生成網(wǎng)格對(duì)話框 如圖 320所示。 至此，網(wǎng)格的劃分已經(jīng)完成。 圖 323 劃分好網(wǎng)格的產(chǎn)品視圖 網(wǎng)格狀態(tài)統(tǒng)計(jì) 在修改網(wǎng)格之前，首先需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，再根據(jù)統(tǒng)計(jì)的結(jié)果對(duì)現(xiàn)有的網(wǎng)格缺陷進(jìn)行修改。 網(wǎng)絡(luò)的初步修改 可以運(yùn)用 MPI里的自動(dòng)修復(fù)工具 MESH TOOL（網(wǎng)格工具）對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行自動(dòng)修復(fù) （如圖 324所示） ，點(diǎn)擊 MESH TOOL（網(wǎng)格工具）里的 auto repair（自動(dòng)修復(fù)）的 apply（應(yīng)用）選項(xiàng) (圖中紅框 )如圖 325所示 ，系統(tǒng)將自動(dòng)搜索網(wǎng)格劃分不合理的地方加以修改， 如圖系統(tǒng)自動(dòng)修復(fù)了 2個(gè)相交單元，按確定南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 24 頁 （如圖 326） 。 （圖中紅框中） 如圖 328所示 。 自由邊修改 自由邊是指 Fusion（表面）模型中某個(gè)三角形單元的一條邊沒有與其他三角形共用，這在表面和 3D類型網(wǎng)格中是不允許的。 點(diǎn)擊工具欄上的適合窗口圖標(biāo)，（如圖 334所示 ）。 重疊、交叉單元修改 重疊網(wǎng)格是指在同一平面的網(wǎng)格單元部分或者完全重疊的情況。 點(diǎn)擊網(wǎng)格工具下的 。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 27 頁 圖 336 重疊網(wǎng)格診斷對(duì)話框 網(wǎng)格最大縱橫比單元的修改 首先介紹一下縱橫 比 aspect ratio（單元縱橫比）的概念，所謂縱橫比aspect ratio 就是指模型的三角形單元的最長邊與該邊所對(duì)應(yīng)的三角形高度之比值，如圖 337 所示，三角形單元的最長邊為 w，對(duì)應(yīng)邊上的三角形高度為 h，則該三角形的縱橫比為 w/h，此數(shù)值越大，則說明該單元越尖銳，越細(xì)長，按照數(shù)值分析的理論要求來說，這對(duì)分析結(jié)果是不利的。一般情況下要求縱橫比的平均值要小于 6，這樣才能保證分析結(jié)果的精確性。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 28 頁 系 統(tǒng)用不同的顏色引出線引出縱橫比大小超出指定標(biāo)準(zhǔn)的三角形網(wǎng)格單元，通過這些引出線可以找到相應(yīng)的區(qū)域和缺陷網(wǎng)格。 圖 341 網(wǎng)格工具圖標(biāo) 圖 342 局部放大視圖 圖 343 縱橫比大的網(wǎng)格放大視圖 選擇網(wǎng)格中的相鄰的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，如圖 344 所示 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 29 頁 圖 344 縱橫比大的單元修改 按應(yīng)用按鈕 后自動(dòng)合并 ， 第一個(gè)合并目標(biāo)節(jié)點(diǎn)為不動(dòng)的節(jié)點(diǎn)，第二個(gè)節(jié)點(diǎn)待合并節(jié)點(diǎn)為向第一點(diǎn)合并的節(jié)點(diǎn)。如圖 344 所示， 點(diǎn)應(yīng)用后網(wǎng)格為 圖 345 所示。 至此，網(wǎng)格缺陷中的縱橫比問題已經(jīng)被修復(fù)。 在本模型中通過 MESH（網(wǎng)格）菜單欄里的 Orient all（調(diào)整所有網(wǎng)格方向）選項(xiàng) ， 軟件的左下角顯示網(wǎng)格被配項(xiàng)， 即可修復(fù)所有的未定向單元，而在有些情況下，還需要手動(dòng)修復(fù)未定向的單元。 在 MPI 中，創(chuàng)建一個(gè)新的項(xiàng)目 Project 后，默認(rèn)的分析類型是 FILL（充填）填充分析，雙擊分析任務(wù)窗口中的 FILL（充填），在彈出的窗口中選擇Gate Location（澆口位置），如圖 348，點(diǎn)擊確定。 圖 350 搜索條件對(duì)話框 在找到的結(jié)果中選擇上面提到的 Lustran ABS Elite HH 1827 材料，單擊南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 32 頁 完成選擇。一段時(shí)間后分析完成。 圖 352 選擇分析類型開始分析 圖 553 方案任務(wù)視窗視圖 a) b) 圖 554 最佳澆口的視圖 最佳澆口 分析提供給我們，零件的最佳澆口位置。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 33 頁 澆注系統(tǒng)的建立 澆注系統(tǒng)的作用是將塑料熔體順利的充滿到型腔深處，以獲得外形輪廓清晰，內(nèi)在質(zhì)量?jī)?yōu)秀的塑料制品。分流道 澆口 為截面形狀為圓形， 澆口 尺寸為 ,澆口為 點(diǎn)澆口 。 在 Modeling(建模 ) 中 Creat Curves（創(chuàng)建曲線）的工具中創(chuàng)建主流道的曲線 ，然后用 雙擊 Fusion 網(wǎng)格 ， 軟件自動(dòng)在流道上生成網(wǎng)格（柱體）， 按確定 來劃分主流道的網(wǎng)格。如圖 556所示。如圖 558。 需要說明的是在本產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，由于模具的溫度在 50 到 85攝氏度，而水的沸點(diǎn)是 100 攝氏度，為了維持模具的溫度故本系統(tǒng)中考 慮用水作為調(diào)溫介質(zhì)。 工藝過程參數(shù)的設(shè)置 工藝過程參數(shù)包括了整個(gè)注塑周期內(nèi)有關(guān)模具、注塑機(jī)等所有相關(guān)設(shè)備及其冷卻、保壓、開合模等工藝的參數(shù)。具體的怎么應(yīng)用正交軟件將在下面的章節(jié)。過程參數(shù)的設(shè)定將直接影響到產(chǎn)品注塑成型的分析結(jié)果。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 35 頁 進(jìn)料口的設(shè)置很簡(jiǎn)單， 右擊注射點(diǎn)彈出設(shè)定注射位置的對(duì)話框 ，在主流道的頂部點(diǎn)擊一下，即可完成進(jìn)料口的設(shè)立 。 建立模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的方法和建立澆注系統(tǒng)的方法一樣，都是先定義曲線，然后再賦予屬性，劃分桿單元，具體的建立步驟這里不在重述。點(diǎn)下一步。 圖 555 三點(diǎn)進(jìn)澆示意 圖 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的建立 模溫的波動(dòng)和分布不均勻，或者是模溫的不合適都會(huì)嚴(yán)重影響塑料產(chǎn)品的品質(zhì)，因此因此設(shè)計(jì)合理的模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)顯得尤為重要。用直徑為 10的熱流道連接三個(gè)主流道。這里，我采用的是手動(dòng)建立澆注系統(tǒng)，即先創(chuàng)建中心線，再劃分桿單元，來創(chuàng)建澆注系統(tǒng)。從中比較，得出最佳的澆口方案。勾選 Best gate location，右側(cè)的主視圖中出現(xiàn)最佳澆口的三維視圖。 圖 351 材料的選擇 然后保持方案任 務(wù)視窗里的選項(xiàng)不變，直接雙擊立即分析，出現(xiàn)選擇分析類型對(duì)話框， 如圖 352 所示 ，按確定。本產(chǎn)品采用的材料為