【正文】 圖41 效應(yīng)曲線圖在表42中考察了六因素三水平對塑料件注塑翹曲變形量的影響，其所有不同的試驗(yàn)條件共有36個，根據(jù)正交試驗(yàn)設(shè)計，現(xiàn)在安排18次試驗(yàn)，試驗(yàn)的目的是為了找到哪個工藝參數(shù)對翹曲量的影響最大，以及各個工藝參數(shù)對翹曲量影響程度的順序，最后得出最佳參數(shù)組合。將它們簡稱為因子A、B、C、D、E、F，并假設(shè)各因子之間不存在交互作用。(1) 試驗(yàn)指標(biāo)定義工件的總翹曲變形量為考察指標(biāo)。 6）冷卻時間—t3 根據(jù)實(shí)際情況和模擬分析，冷卻時間t3=~ s之間任取3個值，則t3=15 s，20 s，25 s。 2）模具溫度—T2 在Moldflow的材質(zhì)庫中提供了所選取材料的的模具溫度的為范圍：T2=60 ℃~90 ℃，推薦值是80 ℃，在這個推薦值區(qū)間，取3個值，選取T2=70 ℃，80℃，90℃。本研究僅針對最大翹曲變形量這個指標(biāo)的綜合值，討論如何使綜合指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)的工藝參數(shù)組合。 優(yōu)化目標(biāo)設(shè)計對于某些注塑產(chǎn)品，翹曲、收縮、表面沉降、飛邊和尺寸變化等缺陷是一些無法徹底消除的問題，只能通過對工藝參數(shù)的優(yōu)化，減輕塑件的這些缺陷，從而滿足塑件的設(shè)計要求。，單從翹曲量來看，方案一更好一些。如圖310；311所示。 制件翹曲的比較所謂翹曲，就是不均勻的內(nèi)部應(yīng)力導(dǎo)致的制件缺陷。 氣穴比較氣穴是指由于熔體前沿匯聚而在塑件內(nèi)部或者模腔表層形成的氣泡。(5)若僅影響外觀，則可改變澆口位置，以改變?nèi)劢雍鄣奈恢?。對熔接?熔接線改善，可參考以下幾項(xiàng)措施:(1) 調(diào)整成型條件，提高流動性。充填時間是一項(xiàng)非常重要的結(jié)果，從圖36；37分別看出每種方案的充填時間。MPI/Flow通過對熔體在模具中的流動行為進(jìn)行模擬，可以預(yù)測和顯示熔體流動前沿的推進(jìn)方式、填充過程中的壓力和溫度變化、氣穴和熔接痕的位置等，幫助工藝人員找出缺陷產(chǎn)生的原因并加以改進(jìn)工藝參數(shù)。管道之間的銜接適用軟管。二是型芯的冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其根據(jù)塑件的深度和寬度不同而異，一般采用噴射式循環(huán)水路。冷卻水回路開設(shè)在模具型腔周圍和型芯內(nèi)，使純水或者冷凝水在其中循環(huán)帶走熱量，維持模具注塑時所需的溫度[8]。 冷卻系統(tǒng)方案的確定冷卻系統(tǒng)是直接影響注塑制品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的重要因素，模具冷卻裝置的設(shè)計與使用冷卻介質(zhì)、冷卻方法有關(guān)。 在澆注系統(tǒng)網(wǎng)格劃分結(jié)束后，一定要進(jìn)行澆注系統(tǒng)與產(chǎn)品網(wǎng)格模型的連通性診斷，防止出現(xiàn)不連通的情況，從而導(dǎo)致分析計算得失敗。方案二：采用流道系統(tǒng)向?qū)?chuàng)建側(cè)澆口式澆注系統(tǒng)。主流道的長度：小型模具應(yīng)盡量小于60mm，本次設(shè)計取50mm進(jìn)行設(shè)計；主流道小端直徑：d=注射噴嘴尺寸+（~1）mm=（2+）mm=；主流道大端直徑：d1=d+2tanα=，式中α=3176。 澆注系統(tǒng)的創(chuàng)建根據(jù)最佳澆口位置分析結(jié)果，設(shè)計兩個澆注方案。點(diǎn)擊“確定”，分析正式開始。工藝過程參數(shù)的選用：注塑機(jī)采用默認(rèn)注塑成型機(jī)，模具表面溫度選用推薦值為80 ℃ ，熔體溫度也采用推薦值為260 ℃。 最佳澆口位置分析 最佳澆口位置分析可以找出產(chǎn)品上最佳進(jìn)澆位置。根據(jù)內(nèi)澆口、橫澆口、直澆口的各自總截面積的比例不同，澆注系統(tǒng)分為開放式和封閉式兩種。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。利用網(wǎng)格工具中的定向單元命令就能對其進(jìn)行修改。統(tǒng)計結(jié)果如表22。利用交換對角線使縱橫比提高。圖25和26修改前后對比。如果縱橫比太高，分析將可能不收斂，而且有可能產(chǎn)生不合邏輯的結(jié)果，甚至可能導(dǎo)致結(jié)算失敗，當(dāng)考慮到網(wǎng)格的質(zhì)量時，低的縱橫比是非常重要的。 縱橫比的診斷及修復(fù)本零件沒有自由邊和交叉邊以及配向不正確單元的問題，唯一的缺陷是縱橫比過大，所以修復(fù)網(wǎng)格的主要任務(wù)是修復(fù)縱橫比。有Fusion和3D類型的有限元劃分中，應(yīng)該將自由邊修復(fù)．因?yàn)橛凶杂蛇厔t意味者各個單元沒有正確的連接在一起，不能形成一個分析整體，從而影響以后的分析。交換邊則是對相同公共邊的兩個單元，撤銷公共邊，以另一對角邊為公其邊重新生產(chǎn)單元，從而減少縱橫比。在一些敏感的區(qū)域，小縱橫比就顯得更加重要。網(wǎng)格參數(shù)數(shù)值網(wǎng)格參數(shù)數(shù)值三角形11630個相交單元0個節(jié)點(diǎn)5743個完全重疊單元0個連通區(qū)域1個配向不正確的單元0個網(wǎng)格體積 cm3最小縱橫比網(wǎng)格面積 cm2最大縱橫比自由邊0個平均縱橫比共用邊17445個匹配百分比%交叉邊0個相互百分比%由初始網(wǎng)格統(tǒng)計信息可以看出初始網(wǎng)格劃分主要問題出現(xiàn)在縱橫比上（最大縱橫比遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于15），必須經(jīng)過修復(fù)才能進(jìn)行接下來的數(shù)據(jù)模擬。而本零件所用的Fusion 格式網(wǎng)格統(tǒng)計各項(xiàng)參數(shù)如下。如圖22所示。在文件菜單下點(diǎn)擊導(dǎo)入選項(xiàng)。因此，在進(jìn)行網(wǎng)格劃分前對模型的修復(fù)與簡化是必要的，然而對大多數(shù)Moldflow工程師來說又是很困難的，作為分析用的模型往往是非參數(shù)化的，即使參數(shù)化，也取決于設(shè)計者思維方式的不同，建模順序的差異，使得Moldflow工程師處理起來困難重重。ABS的良好性能與此三種成分密切相關(guān)。手機(jī)外殼質(zhì)量要求為盒體使用表面光滑，無明顯熔接痕、銀絲、汽泡。（3）對溫度、壓力和時間等主要注塑工藝參數(shù)進(jìn)行多種方案設(shè)計比較，利用正交試驗(yàn)法探索出各個因素對塑料件成型的影響，合理選擇最優(yōu)的注塑方案。 本課題研究的主要內(nèi)容 本文以注塑分析系統(tǒng) Moldflow 為工作平臺，進(jìn)行了應(yīng)用研究。(6) 專業(yè)化針對性的開發(fā)專用模具CAD/CAE/CAM系統(tǒng)軟件，或根據(jù)模具生產(chǎn)企業(yè)自身的特點(diǎn)對軟件系統(tǒng)進(jìn)行二次開發(fā)，這樣才有可能發(fā)揮出軟件的最大潛能，充分利用好企業(yè)自身的設(shè)備，制造出高質(zhì)量的模具產(chǎn)品。(3) 標(biāo)準(zhǔn)化隨著CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的集成和網(wǎng)絡(luò)化，為保障數(shù)據(jù)傳遞、轉(zhuǎn)化過程中不丟失，使模具CAD/CAE/CAM軟件系統(tǒng)內(nèi)部信息交流成為整體，真正意義上實(shí)現(xiàn)模具制造信息傳遞的暢通，建立產(chǎn)品數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)STEP對企業(yè)發(fā)展尤為必要。(1)集成化CAD/CAE/CAM系統(tǒng)集成化可以消除分散應(yīng)用CAD、CAE、CAM單項(xiàng)技術(shù)所形成的(信息孤島)現(xiàn)象，最大限度地將計算機(jī)輔助設(shè)計所產(chǎn)生的實(shí)體模型被后續(xù)的分析、加工、工藝和仿真所利用。 經(jīng)過這十幾年的發(fā)展，我國模具CAD/CAM軟件的開發(fā)水平也逐漸接近國外先進(jìn)水平。國外著名的CAE軟件有NASTRAN、ADINA、ANSYS、ABAQUS、MARC、COSMOS等。近二十多年來，隨著計算機(jī)硬件的不斷提升，工業(yè)發(fā)達(dá)國家的CAD/CAM技術(shù)不斷創(chuàng)新、完善、逐步發(fā)展，已經(jīng)形成一個從研究開發(fā)、生產(chǎn)制造到推廣應(yīng)用和銷售服務(wù)的完整的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。1978年，日本機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)室建立ME1連續(xù)模設(shè)計系統(tǒng)。此外，還有反應(yīng)、擠出、熱成型、壓延、流延模、纖維紡絲過程、吹塑模、涂覆等成型過程數(shù)值模擬也開展了廣泛的工作，對聚合物加工過程的分析和成型設(shè)備的設(shè)計都產(chǎn)生了相當(dāng)大的影響[1]。（2）氣體輔助注射成型氣體輔助注射成型是在傳統(tǒng)的注射成型基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新的注射成型工藝，特點(diǎn)在于：在充填階段，當(dāng)型腔充填至70%~95%時，向型腔內(nèi)注入高壓氣體，并使氣體進(jìn)入型腔；進(jìn)入保壓階段，繼續(xù)注入高壓氣體，以彌補(bǔ)因熔體冷卻而引起的收縮。（1）注射成型注射成型是熱塑性塑料成型的一種主要成型方法。根據(jù)分析結(jié)果對注塑工藝條件進(jìn)行優(yōu)化，得到比較合理的參數(shù)。而近年來隨著手機(jī)功能的增加，手機(jī)外殼的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，而出于便攜性的考慮，手機(jī)的壁厚卻越來越小，加之各種新材料、新工藝的使用，使注塑成型的難度不斷加大，在手機(jī)外殼的設(shè)計和生產(chǎn)過程中引入Moldflow模擬具有重大的意義。傳統(tǒng)的手工設(shè)計模式已經(jīng)不能很好地適應(yīng)時代的需要，計算機(jī)輔助設(shè)計與制造已成為許多大型CAD/CAM/CAE軟件追求的目標(biāo)。隨著塑料工業(yè)的迅速發(fā)展，以及塑料制品在航空、航天、電子、機(jī)械、船舶和汽車等工業(yè)部門的推廣應(yīng)用，產(chǎn)品對模具的要求也越來越高，傳統(tǒng)的模具設(shè)計方法已無法適應(yīng)當(dāng)今的要求。s injection molding process and established application of CAD product geometry model. It used CAE mold flow analysis software moldflow to simulate and analyse which including import 3D model, dividing into grid, setting up technological conditions and determining the best gate location. making sure the rationality of the design of cooling system and gating paper got effect Factors of warping invarious parameters and interaction by arranging the plan using the orthogonal design 39。確保了澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)設(shè)計的合理性后，運(yùn)用正交設(shè)計法安排實(shí)驗(yàn)方案，得到各參數(shù)及其交互作用對翹曲的影響度，初步確定工藝參數(shù)最優(yōu)組合方案，對影響顯著的因素作單因素影響模擬分析，研究翹曲和體積收縮率受單獨(dú)影響的變化趨勢，結(jié)合正交試驗(yàn)結(jié)果，最終確定較合理的工藝參數(shù)優(yōu)化組合。首先，分析塑件的工藝性及注塑成型特點(diǎn)，而后應(yīng)用CAD建立了產(chǎn)品的幾何模型；運(yùn)用CAE模流分析軟件Moldflow進(jìn)行有限元模型的前期處理，其中包括導(dǎo)入三維模型、劃分網(wǎng)格、設(shè)置工藝條件和確定最佳澆口位置。s manufaturability and features in it39。 Moldflow目 錄第1章 緒 論 1 本課題研究的目的和意義 1 CAE技術(shù)的理論方法及應(yīng)用 2 模具國外CAD/CAM/CAE技術(shù)的發(fā)展 3 模具國內(nèi)CAD/CAM/CAE技術(shù)的發(fā)展 3 模具CAD/CAM/CAE技術(shù)發(fā)展的趨勢 4 本課題研究的主要內(nèi)容 5第2章 產(chǎn)品注塑方案的設(shè)計 6 注塑產(chǎn)品有限元模型的建立 6 建立塑料零件三維模型 6 模型導(dǎo)入前處理 7 制件有限元的初始化網(wǎng)格劃分 7 模型的導(dǎo)入 7 網(wǎng)格劃分 8 網(wǎng)格的修復(fù) 9 縱橫比的診斷及修復(fù) 9 配向診斷 12第3章 分析方案的確定 13 澆注系統(tǒng)的作用 13 最佳澆口位置分析 13 澆注系統(tǒng)的創(chuàng)建 14 冷卻系統(tǒng)方案的確定 15 流動結(jié)果分析 16 充填時間 16 熔接痕比較 17 氣穴比較 18 制件翹曲的比較 18第4章 基于正交試驗(yàn)工藝參數(shù)優(yōu)化分析 20 優(yōu)化目標(biāo)設(shè)計 20 正交試驗(yàn)的設(shè)計及參數(shù)設(shè)定 20 基于正交試驗(yàn)多工藝參數(shù)優(yōu)化 21 基于MPI的產(chǎn)品工藝參數(shù)的單個因素數(shù)據(jù)分析 26第5章 結(jié) 論 33參 考 文 獻(xiàn) 34致 謝 35附 錄A 譯文 36附 錄B 英文材料 40IIIIII第1章 緒 論模具是以特定的結(jié)構(gòu)形式通過一定方式使材料成型的一種工業(yè)產(chǎn)品，同時也是能成批生產(chǎn)出具有一定形狀和尺寸要求的工業(yè)產(chǎn)品零部件的一種生產(chǎn)工具，是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要工藝裝備。模具的設(shè)計是模具更新的基礎(chǔ)，模具設(shè)計工作與產(chǎn)品的更新信息相關(guān)。手機(jī)外殼模具在我國模具生產(chǎn)中占有不可或缺的地位。本文利用Moldflow對手機(jī)外殼注塑成型中的澆口位置、充填、流動、冷卻等過程進(jìn)行分析模擬，預(yù)測塑件可能產(chǎn)生的質(zhì)量缺陷，并針對模擬結(jié)果分析缺陷產(chǎn)生的原因和影響因素。塑料模CAE 技術(shù)的應(yīng)用無論在提高生產(chǎn)率、保證產(chǎn)品質(zhì)量方面，還是在降低成本、減輕勞動強(qiáng)度方面具有極大的優(yōu)越性。通過流動模擬可獲得型腔內(nèi)的溫度、壓力、速度及鎖模力等信息，幫助工程技術(shù)人員合理地設(shè)計澆注系統(tǒng)，優(yōu)選注射工藝參數(shù)，發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的成型缺陷并提出相應(yīng)的對策。利用氣體輔助注射成型過程的 CAE 技術(shù)，可幫助設(shè)計、工程人員解決氣穴、氣體沖頭等潛在的質(zhì)量問題；確定熔體的最優(yōu)體積、注入氣體的最佳切入時間等工藝參數(shù)；獲得多型腔系統(tǒng)在整個加工過程中的物料及氣體的分布；優(yōu)化氣道、澆注系統(tǒng)的尺寸、布置方案。1977年，捷克斯洛伐克金屬加工工業(yè)研究所研制成功AKT沖模CAD系統(tǒng)。到80年代末，美國、日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具生產(chǎn)已有近50%采用了CAD/CAM技術(shù)。目前國外的模具CAE技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，完全走向?qū)嵱没A段，并取得了顯著效果。如吉林大學(xué)依托一汽對汽車覆蓋件CAD/CAM系統(tǒng)的研究已經(jīng)取得顯著成效，華中科技大學(xué)模具技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在AutoCA