【正文】 出，澆口位置方案三的充填時(shí)間是 ，澆口位置方案四的充填時(shí)間是 ，兩種方案的充填時(shí)間差不多，從充填時(shí)間角度說(shuō)，兩種方案優(yōu)劣差不多。澆口位置方案四流動(dòng)前沿溫度圖左邊溫度先上升是剪切熱使之上升；右圖先降低后升高，先降低是由于溫度場(chǎng)隨熔體前進(jìn)的降低， 后升高 是 由于剪切熱作用 。流動(dòng)前沿處溫度差異越大，塑件翹曲變形越大，塑件越容易產(chǎn)生開(kāi)裂等缺陷。 圖 320 兩種 澆口位置方案 (a)方案三 (b)方案四 a b 安徽工程大學(xué)碩士學(xué)位論文 24 下面將從充填時(shí)間、流動(dòng)前沿處溫度、頂出時(shí)的體積收縮率等方面對(duì)這兩種澆口位置方案進(jìn)行全面考察。熔接痕的出現(xiàn)會(huì)影響塑件的外觀和強(qiáng)度。 圖 316 方案一 充填時(shí)間 從充填時(shí)間圖可以看出，澆口位置方案一的充填最后區(qū)域出現(xiàn)充填不足，這樣 注 塑 出來(lái)的產(chǎn)品就會(huì)缺邊 ；這種缺陷因?yàn)樽詈蟪涮畹淖畋^(qū)域離澆口位置 D點(diǎn)很遠(yuǎn)而產(chǎn)生。根據(jù)零件結(jié)構(gòu)， 可以 選擇四個(gè)節(jié)點(diǎn)作為第二個(gè)澆口位置。 課題選用 ABS 材料 的工藝參數(shù)：材料適用的模具表面溫度范圍為 45℃ 到85℃ ，推薦的模具表面溫度范圍為 65℃ ；材料的熔體溫度范圍為 235℃ 到 275℃ ，推薦的熔體溫度為 255℃ ；材料的玻璃化溫度為 110℃ ；最大剪切應(yīng)力為 MPa；注射速率范圍為 148cm3/s 到 168cm3/s，推薦的注射速率是 159 cm3/s；保壓壓力范圍為 140 MPa 到 160 MPa，推薦的保壓壓力為 MPa[42]。普通澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料穴組成 ， 如圖 311 所示 。 合理的網(wǎng)格要求：網(wǎng)格連通性為 1，最大縱橫比在 20 內(nèi)，平均縱橫比小于 6，網(wǎng)格匹配率大于 50%。 這時(shí)要進(jìn)行重新劃分網(wǎng)格和網(wǎng)格的修復(fù)。從上面的網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)可以看出網(wǎng)格不理想。不過(guò)必須將所有表面網(wǎng)格的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行厚度方向的配對(duì)，低于 50%的匹配率將會(huì)導(dǎo)致分析失敗 [36]。 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 零件在三維 造型 軟件 UG 中常用的轉(zhuǎn)換格式有 stl 格式 、 igs 格式和 catia 格式等 [33]。 (2) 由于熔體填充過(guò)程比較均衡，型腔中各部分基本上可以被熔體同時(shí)充滿，因此熔體密度變化很小，可假定熔體不可壓縮 。非牛頓流體在流動(dòng)時(shí)粘度隨剪切速率增大而變小，這種現(xiàn)象稱為“剪切稀化 ”。 (3) 冷卻分析 (Cool) 冷卻分析主要分析冷卻系統(tǒng)對(duì)熔體冷卻固化的影響，優(yōu)化冷卻管道的設(shè)計(jì)，降低塑件冷卻成型后的翹曲變形量。 (2) 優(yōu)化 模具設(shè)計(jì) Moldflow 軟件 在產(chǎn)品 設(shè)計(jì) 前進(jìn)行仿真模擬，可以得到合理 的 流道系統(tǒng) 和 冷卻系統(tǒng) ， 縮短了模具設(shè)計(jì)周期 ， 提 高了 設(shè)計(jì)效率 ， 降低了設(shè)計(jì)成本。 (3) 降低模具溫度 ， 研磨溢邊發(fā)生的模具面 ， 采用較硬的模具鋼材。 翹曲變形主要由收縮變形引起，收縮變形的原因主要包括收縮不均勻 、 冷卻不均勻 和 分子取向不均勻。 龜裂 主要由變形應(yīng)力引起 ，變形 應(yīng)力 有 殘余應(yīng)力 和 外部應(yīng)力 。 安徽工程大學(xué)碩士學(xué)位論文 7 (5) 模具型腔中 的 氣體 未能 排出 而 形成氣穴。 (2)注塑工藝參數(shù)的設(shè)置 注 塑工藝參數(shù)的設(shè)置主要包括時(shí)間、壓力、溫度的設(shè)置。設(shè)計(jì)模具時(shí)要根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選擇合適的脫模方式，以保證產(chǎn)品質(zhì)量。 (2) 充填階段 。 圖 13 技術(shù)路線 安徽工程大學(xué)碩士學(xué)位論文 5 第 2 章 注塑成型與 Moldflow 模擬的理論基礎(chǔ) 注塑成 型理論知識(shí) 注塑成型原理與工藝過(guò)程 注塑成型有柱塞式注塑機(jī)成型和螺桿式注塑機(jī)成型 [25]。北京華正模具研究所與美國(guó) Ac Tech 公司在目前國(guó)際上注塑成型 CAE 技術(shù)最新成果的基礎(chǔ)上一起開(kāi)發(fā)了 注塑成型的中文輔助軟件 CAXAIPD[22]。 20 世紀(jì) 60 年代， Copper、 Ballman 和 Toor 最先用數(shù)值方法計(jì)算出了塑料熔體在模具型腔中的流動(dòng)過(guò)程，在此之后有許多研究人員對(duì)塑料熔體的一維流動(dòng)進(jìn)行了深入的研究 [15]。通常這種工作要反復(fù)很多次才能設(shè)計(jì)制造出優(yōu)質(zhì)模具，注塑出的產(chǎn)品質(zhì)量才能保證。今后我國(guó)轎車塑料模具行業(yè)的發(fā)展方向是：提高模具的標(biāo)準(zhǔn)化水平；提高精密、復(fù)雜模具的設(shè)計(jì)水平；自主開(kāi)發(fā)增強(qiáng)塑料、高性能樹(shù)脂等材料；提高快速測(cè)量技術(shù)和逆向工程技術(shù)；提高對(duì)模具 CAD/CAM/CAE 軟件的二次開(kāi)發(fā)水平 [10]。內(nèi)裝飾件 指 儀表板、車門(mén)內(nèi)板、方向盤(pán)、雜物箱、門(mén)把手、座椅 和 頂棚等 。 the formed parts and the parting and corepulling system are also designed. The artical determines the best solution casting system, cooling system solutions and the best injection molding process parameters after the study. The mold is designed based on the results； the design efficiency is greatly improved and scientific guidance is provied in the actual injection molding of plastic parts. Author: Yu Xiaopeng(Materials Science and Engineering) Supervised by: Wang Jianli and Tao Feng KEY WORDS: Plastic parts, Interior door, Injection molding, CAE, Moldflow 安徽工程大學(xué)碩士學(xué)位論文 V 目錄 第 1 章 緒論 .................................................................................................................. 1 課題背景 .......................................................................................................... 1 課題目的意義 .................................................................................................. 2 注塑 CAE 技術(shù)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) ........................................................ 3 課題研究?jī)?nèi)容和研究方案 .............................................................................. 4 課題研究?jī)?nèi)容 ........................................................................................ 4 課題研究方案 ........................................................................................ 4 第 2 章 注塑成型與 Moldflow 模擬的理論基礎(chǔ) ........................................................ 5 注塑成型理論知識(shí) .......................................................................................... 5 注塑成型原理與工藝過(guò)程 .................................................................... 5 注塑成型常見(jiàn)缺陷及解決方法 [28] ....................................................... 6 Moldflow 軟件模擬理論基礎(chǔ) .......................................................................... 8 注塑 CAE 軟件 Moldflow 簡(jiǎn)介 [29] ....................................................... 8 聚合物流動(dòng)性質(zhì) [30] ............................................................................... 9 聚合物流動(dòng)基本方程 [31] ....................................................................... 9 Moldflow 模擬流動(dòng)過(guò)程控制方程 [32] ................................................. 10 第 3 章 基于 Moldflow 的澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) .................................................................. 12 有限元模型的建立 ........................................................................................ 12 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 .............................................................................................. 12 網(wǎng)格劃分和修復(fù) .................................................................................. 12 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) ................................................................................................ 17 理論最佳澆口位置分析 ....................................................................... 18 實(shí)際最佳澆口位置分析 ...................................................................... 21 模架選擇 .............................................................................................. 32 澆口、分流道及主流道設(shè)計(jì) .............................................................. 34 本章小結(jié) ........................................................................................................ 35 第 4 章 基于 Moldflow 的冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) .................................................................. 36 冷卻介質(zhì)選定 [56] ........................................................................................... 36 冷卻方式選定 ................................................................................................ 36 冷卻管道設(shè)計(jì) ................................................................................................ 37 管道直徑和長(zhǎng)度 確定 [59] ..................................................................... 37 管道數(shù)目確定 [60] ................................................................................. 37 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) ...................................................................................... 38 冷卻方案比較分析 ...............................................