【正文】 塑過程中對真實零件進行優(yōu)化并投入使用。圖410冷卻時間變化時翹曲量的變化趨勢第5章 結 論本次研究完成了從CAD建模、模型導入CAE、網格劃分、澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的建立、工藝參數(shù)的確定等完整的塑件仿真模擬過程。表410 調整不同注射時間得到的翹曲量注射時間（s）總翹曲量（mm）X方向（mm）Y方向（mm）Z方向（mm）從圖49可以看出，總的來說，注射時間對非結晶型塑料塑件變形有一定影響，但不象保壓壓力、冷卻時間對翹曲變形的影響那樣有明的趨勢。表49單獨改變保壓壓力得到的翹曲量保壓壓力（MPa）100105110115120125130135140145總翹曲量（mm）X方向（mm）Y方向（mm）Z方向（mm）圖48保壓壓力變化時翹曲量的變化趨勢從圖48可以看出，隨著保壓壓力的增加，翹曲變形大幅的減少，但到一定的壓力時，翹曲變形的趨勢降低，甚至有所回升。模溫低，對低粘度的塑料是合適的，但當模具溫度較低時，會導致過冷度增大，使粘度增大，分子取向增加，制件變形增大，影響制品質量[12]。ABS的粘度對溫度不太敏感，所以，熔體溫度升高，總體來說，會使收縮增加。圖43 總翹曲變形量 圖44 收縮不均引起的翹曲量 圖45 冷卻不均引起的翹曲量 基于MPI的產品工藝參數(shù)的單個因素數(shù)據分析 選用一種澆口方案，使用上面的六種參數(shù)，然后每種分別選定10組數(shù)據。工藝參數(shù)對翹曲變形量影響的數(shù)據模擬分析可就因子水平的極差進行分析，見表43。將它們簡稱為因子A、B、C、D、E、F，并假設各因子之間不存在交互作用。 6）冷卻時間—t3 根據實際情況和模擬分析，冷卻時間t3=~ s之間任取3個值，則t3=15 s，20 s，25 s。本研究僅針對最大翹曲變形量這個指標的綜合值，討論如何使綜合指標達到最優(yōu)的工藝參數(shù)組合。，單從翹曲量來看，方案一更好一些。 制件翹曲的比較所謂翹曲，就是不均勻的內部應力導致的制件缺陷。(5)若僅影響外觀，則可改變澆口位置，以改變熔接痕的位置。充填時間是一項非常重要的結果，從圖36；37分別看出每種方案的充填時間。管道之間的銜接適用軟管。冷卻水回路開設在模具型腔周圍和型芯內，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]。 在澆注系統(tǒng)網格劃分結束后，一定要進行澆注系統(tǒng)與產品網格模型的連通性診斷，防止出現(xiàn)不連通的情況，從而導致分析計算得失敗。主流道的長度：小型模具應盡量小于60mm，本次設計取50mm進行設計；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。點擊“確定”，分析正式開始。 最佳澆口位置分析 最佳澆口位置分析可以找出產品上最佳進澆位置。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。統(tǒng)計結果如表22。圖25和26修改前后對比。 縱橫比的診斷及修復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，所以修復網格的主要任務是修復縱橫比。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單元，從而減少縱橫比。網格參數(shù)數(shù)值網格參數(shù)數(shù)值三角形11630個相交單元0個節(jié)點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個網格體積 cm3最小縱橫比網格面積 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%由初始網格統(tǒng)計信息可以看出初始網格劃分主要問題出現(xiàn)在縱橫比上（最大縱橫比遠遠大于15），必須經過修復才能進行接下來的數(shù)據模擬。如圖22所示。因此，在進行網格劃分前對模型的修復與簡化是必要的，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。手機外殼質量要求為盒體使用表面光滑，無明顯熔接痕、銀絲、汽泡。 本課題研究的主要內容 本文以注塑分析系統(tǒng) Moldflow 為工作平臺，進行了應用研究。(3) 標準化隨著CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的集成和網絡化，為保障數(shù)據傳遞、轉化過程中不丟失，使模具CAD/CAE/CAM軟件系統(tǒng)內部信息交流成為整體，真正意義上實現(xiàn)模具制造信息傳遞的暢通，建立產品數(shù)據轉換標準STEP對企業(yè)發(fā)展尤為必要。 經過這十幾年的發(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水平。近二十多年來，隨著計算機硬件的不斷提升，工業(yè)發(fā)達國家的CAD/CAM技術不斷創(chuàng)新、完善、逐步發(fā)展，已經形成一個從研究開發(fā)、生產制造到推廣應用和銷售服務的完整的高技術產業(yè)。此外，還有反應、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備的設計都產生了相當大的影響[1]。（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。而近年來隨著手機功能的增加，手機外殼的結構越來越復雜，而出于便攜性的考慮，手機的壁厚卻越來越小，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，在手機外殼的設計和生產過程中引入Moldflow模擬具有重大的意義。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、機械、船舶和汽車等工業(yè)部門的推廣應用，產品對模具的要求也越來越高，傳統(tǒng)的模具設計方法已無法適應當今的要求。確保了澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)設計的合理性后，運用正交設計法安排實驗方案，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影響的變化趨勢，結合正交試驗結果，最終確定較合理的工藝參數(shù)優(yōu)化組合。s manufaturability and features in it39。模具的設計是模具更新的基礎，模具設計工作與產品的更新信息相關。本文利用Moldflow對手機外殼注塑成型中的澆口位置、充填、流動、冷卻等過程進行分析模擬，預測塑件可能產生的質量缺陷，并針對模擬結果分析缺陷產生的原因和影響因素。通過流動模擬可獲得型腔內的溫度、壓力、速度及鎖模力等信息，幫助工程技術人員合理地設計澆注系統(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的對策。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)。目前國外的模具CAE技術已經相當成熟，完全走向實用化階段，并取得了顯著效果。 模具CAD/CAM/CAE技術發(fā)展的趨勢目前隨著全球創(chuàng)新技術能力的提高和網絡計算環(huán)境的普及針對高質量產品及高生產效率的市場要求最大限度地提高模具制造業(yè)的應變能力滿足用戶需求模具CAD/CAE/CAM技術的發(fā)展總體上朝著集成化、網絡化、標準化、專業(yè)化、開放性、虛擬化、專業(yè)化和智能化方向發(fā)展[3]?，F(xiàn)已在國外模具工業(yè)中有成功的應用，如美國的FoundryService公司采用VM技術對整個工藝生產過程進行仿真，根據仿真結果優(yōu)化設備參數(shù)后成功地完成了生產系統(tǒng)的改造，節(jié)約了大量資金。（2）利用Moldflow注塑模具分析軟件，針對手機外殼塑料模具進行填充、保壓、冷卻、變形等流變分析，并進行工藝參數(shù)、澆口位置、冷卻系統(tǒng)等方面的設計。此三元分別為：丙烯腈、丁二烯及苯乙烯。新建項目后導入CAD模型。圖23 網格初始劃分表21 網格統(tǒng)計參數(shù)Moldflow 支持四種網格形式，即Midplane、Fusion、Solid（3D）和Beam，分別是中性面網格、雙面流網格、實體網格和一維單元。第1章 修改較大單元縱橫比縱橫比是一個很重要的因素，它影響到分析的精度。(3)自由邊的修改 自由邊是指一個單元所擁有的邊，即它不被其它單元所共有。流動分析對縱橫比的敏感度最低，而冷卻分析和翹曲分析對縱橫比的敏感度是比較高的。圖27 修改前 圖28修改后 交換邊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單元。對于未定向單元網格，也是通過網格診斷工具先找到他們所在的位置。內澆口的總截面積、橫澆口的總截面積和直澆口的總截面積是澆注系統(tǒng)的重要參數(shù)。手機外殼所采用的材料為Lanxess公司的ABS 材料，牌號為Lustran ABS Elite HH 1827。 圖31 最佳澆口位置查看分析日志可知推薦澆口位置在節(jié)點2099 附近，結果顯示中，藍色的區(qū)域是最佳的澆口位置區(qū)域，澆口設在該區(qū)域可以保證注塑過程的熔體流動的平衡性。如圖32所示。經診斷，兩種方案的連通性均無問題。冷卻澆注系統(tǒng)的冷卻一般采用不對稱的形式，常采用的結構形式有兩種，一是型腔冷卻系統(tǒng)結構，常常采用環(huán)形冷卻水槽的形式，這種結構有很好的密封性。制品的許多缺陷，如氣穴、熔接痕、短射乃至制品的變形、冷卻時間等，都與樹脂在模具中的流動方式有關。提高型腔內熔體溫度的方法很多，提高模壁溫度、注射熔體溫度及調整流道的尺寸(提高摩擦熱)等都可以達到目的[9]。對產品表面質量有較大影響。各種不同的澆注系統(tǒng)可能引起的翹曲也會有很大的區(qū)別，另外加大冷卻也可以降低翹曲的程度，在這一小節(jié)中我們主要從在相同冷卻條件下分析2種方案的翹曲情況，以找到最佳的澆注系統(tǒng)。注塑工藝是一個復雜的過程，影響塑件的工藝參數(shù)很多，為了減少試驗次數(shù)，同時獲得足夠的參數(shù)，模擬試驗采用正交試驗法，通過分析試驗結果，提出最優(yōu)的注塑工藝條件[10]。 1）注塑溫度(熔體溫度)—T1 塑件采用的ABS材料，其牌號為Lustran ABS Elite HH 1827在Moldflow的材質庫中提供了所選取材料的注塑溫度范圍：T1=220 ℃~280 ℃，推薦值是260 ℃，在這個推薦值區(qū)間，取3個值，選取T1=250 ℃，260 ℃，270 ℃。數(shù)值模擬與正交試驗方法結合的注塑工藝參數(shù)優(yōu)化實施方案。如下表（正交實驗表42）。通過方差分析，表明： (1) 影響翹曲的最重要的因子是保壓壓力和注射溫度，注塑時間、模具溫度和保壓時間影響性不大。過低或過高的熔體溫度時翹曲量比較大。因此，熔體溫度對翹曲變形的影響是這些因素的綜合結果[11]。圖47保壓時間變化時翹曲量的變化趨勢保壓時間增加，澆口凍結溫度低，補縮作用強，有利于更多的熔體流入型腔以彌補因冷卻收縮而產生的空隙，平板更加密實，使收縮率減少，從而減少翹曲變形。對于薄殼件而言，由于壓力將更明顯，這種情況更嚴重。在型腔結構一定和其它條件相同的情況下，減少注塑時間相當于提高注射速率，注射速率越高，熔體在型腔中流動越快。確定了最佳工藝參數(shù)為注射溫度270 ℃、模具溫度80 ℃、 s、保壓時間12 s、保壓壓力保壓開始階段的壓力為130 MPa壓力、冷卻時間15 s。通過畢業(yè)設計，我意識到自己大學四年以來所學的知識有著多么重要的作用。在大多數(shù)情況下，精加工操作是沒有必要的。MPX是一種用來優(yōu)化注塑機的工藝窗口監(jiān)控而自動建立的先進控制方案。過程控制的目的是保證優(yōu)化的工藝條件和工藝優(yōu)化的確定，從而降低廢品率，提高質量，更有效的利用機器時間。使用安裝向導，需要運營商提供注塑參數(shù)或參數(shù)的初始信息，根據選項選擇安裝向導，然后計算一個初始速度和基于此信息作的壓力分布。當意外發(fā)生時，他們可以在公差帶邊界的工藝窗口的已知剖面設置點來修改邊界。MPX過程優(yōu)化使用此信息來調整所產生的配置文件設置的MPX過程，使配置文件位于程序窗口最強大的位置?？刂茍D是工藝工程師想要知道部分質量變化的原因的一種便利工具。一腔的注射模與凸輪引腳用于成型零件的生產