【正文】 ......................................... 39 冷卻管道診斷 ...................................................................................... 39 冷卻分析比較 ...................................................................................... 40 冷卻改進(jìn) ........................................................................................................ 42 改進(jìn)管道設(shè)置 ...................................................................................... 42 改進(jìn)管道分析 ...................................................................................... 42 本章小結(jié) ........................................................................................................ 43 安徽工程大學(xué)碩士學(xué)位論文 VI 第 5 章 注塑工藝參數(shù)的優(yōu)化選擇 ............................................................................ 44 DOE 模塊的熔體溫度和模具溫度優(yōu)化選擇 ............................................... 44 DOE（流動(dòng)）實(shí)驗(yàn)設(shè)置 ...................................................................... 45 熔體溫度查看分析結(jié)果 ...................................................................... 45 模具溫度查看結(jié)果和分析比較 .......................................................... 47 流動(dòng)模塊參數(shù)優(yōu)化選擇 ................................................................................ 49 注射速率優(yōu)化選擇 .............................................................................. 50 保壓壓力優(yōu)化選擇 .............................................................................. 52 其它注塑工藝參數(shù)的確定 ............................................................................ 55 本章小結(jié) ........................................................................................................ 55 第 6 章 模具其它系統(tǒng)設(shè)計(jì) ........................................................................................ 56 成型零件設(shè)計(jì) ................................................................................................ 56 分型抽芯機(jī) 構(gòu) ................................................................................................ 57 本章小結(jié) ........................................................................................................ 59 第 7 章 結(jié)論與展望 .................................................................................................... 60 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 61 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄 .......................................................................... 65 致 謝 ............................................................................................................................ 66 安徽工程大學(xué)碩士學(xué)位論文 1 第 1 章 緒論 課題背景 上世紀(jì) 80 年代，在國(guó)家經(jīng)濟(jì)政策的支持引導(dǎo)下，我國(guó)模具工業(yè)迅速發(fā)展。 本論文結(jié)合理論最佳澆口位置分析和 塑 料 件 自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)首先確定出可能存在的澆口位置方案，并分別對(duì)各種方案進(jìn)行可行性分析，然后通過(guò)比較，在可行性的澆口位置方案中確定出實(shí)際最佳澆口位置方案；以分析的結(jié)果為依據(jù)設(shè)計(jì)出澆注系統(tǒng)。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 學(xué)位論文作者簽名： 日期： 年 月 日 安徽工程大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱或借閱。論文為本人親自撰寫，我對(duì)所寫的內(nèi)容負(fù)責(zé)，并完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。本人完全意識(shí)到本 聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 課題采用注塑 CAE 技術(shù)分析轎車車門部件的注塑成型過(guò)程，通過(guò)對(duì) 塑 料 件注塑成型過(guò)程分析有效地預(yù)測(cè)注塑過(guò)程出現(xiàn)的各種問(wèn)題，為模具設(shè)計(jì)提供了科學(xué)依據(jù)，提高了塑 料 件的開發(fā)效率。 the optimum program will be improved to determine the best cooling system. Finally, we can make out a series of parameters according to the scope of the process parameters of plastic and carry out the analysis of optimal injection 安徽工程大學(xué)碩士學(xué)位論文 IV molding process parameters to determine the optimal injection molding process parameters。 外裝飾件 指 保險(xiǎn)杠、車外板件、汽車擋泥板 、 燈殼 、 后蓋板 、 外門板 和 后導(dǎo)流板等。轎車塑料模具行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化水平低；精密、復(fù)雜的模具設(shè)計(jì)水平不高；塑料件材料主要依賴進(jìn)口。在試模時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)門板內(nèi)飾件缺少特征、產(chǎn)生 縮痕與凹陷、開裂、 產(chǎn)生 氣泡等問(wèn)題，就 需要重新設(shè)置 注塑 工藝參數(shù)，甚至還需要修改 門板內(nèi)飾件模型 和 重新設(shè)計(jì)模具 [13]。隨著數(shù)學(xué)、力學(xué)、有限元學(xué)和計(jì)算機(jī)學(xué)的發(fā)展，注塑 CAE 技術(shù)逐漸發(fā)展起來(lái)。華中理工大學(xué)模具技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主開發(fā)了國(guó)內(nèi)第一個(gè)注塑CAD/CAE/CAM 集成系統(tǒng) [21]。 (1) 將模型從 UG 軟件導(dǎo)入 Moldflow 軟件 中 ，并建立 有限元模型； (2) 通過(guò)流動(dòng)分析 確定最佳澆口位置 方案 ， 以 分析結(jié)果為依據(jù)設(shè)計(jì)出澆注系統(tǒng)； (3) 通過(guò)冷卻分析確定最佳冷卻方案 ； (4) 通過(guò) Moldflow 軟件的 DOE 模塊和流動(dòng)分析模塊對(duì)注塑工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化選擇； (5) 運(yùn)用 UG 軟件 進(jìn)行模具設(shè)計(jì) ； 課題的技術(shù)路線如 圖 31 所示 。 塑化指塑料在料筒內(nèi)經(jīng)加熱達(dá)到良好流動(dòng)狀態(tài)的過(guò)程。 脫模方式主要有頂桿脫模和脫料板脫模。 針對(duì)產(chǎn)生充填不足的原因，應(yīng)從以下幾個(gè)方面采取解決措施： (1)設(shè)備方面 如果填充不足是由于注塑機(jī)料斗中的熔料過(guò)少導(dǎo)致的，則應(yīng)選用容量更大的注塑機(jī) ； 若是由于料斗或噴嘴部分被堵塞導(dǎo)致填充不足則應(yīng)將其清理干凈。 (4) 結(jié)晶型塑料在塑料成型時(shí)收縮大，容易產(chǎn)生縮孔和氣穴。 (3) 調(diào)整澆口位置 。 翹曲變形指塑件冷卻固化開模后與模具型腔形狀不一致 。 (2) 降低樹脂溫度 ， 選用高粘度等級(jí)的材料。其作用體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面 ： (1) 優(yōu)化 塑料 件 結(jié)構(gòu) Moldflow 軟件 可以優(yōu)化塑料件 結(jié)構(gòu) ，如通過(guò)充填、冷卻等分析可以判斷塑料件的結(jié)構(gòu)是否合理、壁厚是否合 適以及制品材料的選用是否合理。 (2) 流動(dòng)分析 (Flow) 流動(dòng)分析模塊 可以 模擬 塑料熔體 在模具中的流動(dòng) 情況 ，優(yōu)化模腔的布局 以及填充和保壓的工藝參數(shù) ， 為注塑生產(chǎn)提供合理的工藝參數(shù) 。聚合物流體流動(dòng)時(shí)，切 應(yīng)力和剪切速率不成正比，熔體粘度也不是常數(shù)，所以聚合物流體不服從牛頓流體規(guī)律，這類流體稱為非牛頓流體。 (l) 由于型腔厚度遠(yuǎn)小于其他兩個(gè)方向的尺寸且熔體粘性較大，可忽略厚度方向的速度分量 (w=0)，同時(shí)壓力沿厚度方向不變 。 有限元模型的建立 零件在三維 造型 軟件 內(nèi) 通過(guò)適當(dāng)?shù)母袷睫D(zhuǎn)化可以導(dǎo)入 CAE 軟件進(jìn)行有限元網(wǎng)格 劃分， CAE 軟件可以對(duì)有限元模型進(jìn)行溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)等模擬分析。與中面模型不同之處是表面模型采用了一系列相關(guān)的算法，將沿中 面流動(dòng)的單股熔體演變?yōu)樯舷卤砻鎱f(xié)調(diào)流動(dòng)的雙股流。 Moldflow 模擬分析合理的網(wǎng)格要求：網(wǎng)格連通性為 1，三角形最大縱橫比在20 以內(nèi)，三角形平均縱橫比小于 6，網(wǎng)格匹配率大于 50%，一般 80%以上才能獲得良好分析效果 [37]。從圖中標(biāo)識(shí)的配向不正確單元可以看出，網(wǎng)格顏色和圖中右邊條幅“底部”顏色一樣的一些取向錯(cuò)誤網(wǎng)格。 圖 37 最終劃分的網(wǎng)格 查看網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)：三角形單元數(shù)目 18538 個(gè)，節(jié)點(diǎn)數(shù)目 9299 個(gè)，柱體單元數(shù)目 0 個(gè)，網(wǎng)格連通區(qū)域 1 個(gè)，網(wǎng)格體積為 ，網(wǎng)格面積為 ；自由邊數(shù)目 388 個(gè)，共用邊數(shù)目 27547 個(gè)，交叉邊數(shù)目 0 個(gè)；配向不正確的單元數(shù)目 0 個(gè)；相交單元數(shù)目 0 個(gè)，完全重疊的單元數(shù)目 0 個(gè)，復(fù)制柱體單元數(shù)目 0個(gè)；三角形最小縱橫比為 ，三角形最大縱橫比為 ，三角形平均縱橫比為 ；網(wǎng)格匹配百分比為 %，相 互百分比為 %。 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)指模具中從注射機(jī)噴嘴到型腔的塑料流動(dòng)通道 ， 可分為普通流道澆注系統(tǒng)和無(wú)流道澆注系統(tǒng)兩大類型 [38]。 課題選用的 ABS 材料的牌號(hào)為 Bulksam TM21，材料制造商為 UMG ABS Ltd，熔體密度為 ，固體密度為 ；彈性模量為 2240MPa，泊松比為 ，剪切模量為 MPa；材料拉伸斷裂點(diǎn) 50%，屈服極限 100MPa。 圖 314 第二澆口位置選擇 從圖中可以看出，深色區(qū)域?yàn)榈诙€(gè)最佳澆口位置，同樣為了使零件表面光潔， 第二個(gè) 澆口位置 也 只能開設(shè)在側(cè)邊。對(duì)澆口位置方案一進(jìn)行流動(dòng)分析后查看充填時(shí)間如圖 316 所示 。 熔接痕一般產(chǎn)生于兩股料流相遇時(shí)，多產(chǎn)生于多澆口澆注方案中。方案三由澆口位置 A、 B 構(gòu)成， A點(diǎn)距大端 275mm， B 點(diǎn)距大端 225mm；方案四由澆口位置 A、 C 構(gòu)成， C 點(diǎn) 距大端 320mm。 (2) 流動(dòng)前沿處溫度 流動(dòng)前沿處溫度指塑料熔體流到型腔各處的溫度 [44]。從圖中可以看出，澆口位置三流動(dòng)前沿處最 小 溫度是 ℃ ，最 大 溫度是 ℃ ，溫度變化范圍在 ABS材料熔體溫度范圍 230℃ 280℃ 范圍內(nèi)，材料不會(huì)發(fā)生降解和滯留現(xiàn)象，從流動(dòng)前沿處溫度來(lái)說(shuō)此種方案可以采用；澆口位置四流動(dòng)前沿處最大溫度 ℃ ，最小溫度 ℃ ，溫度范圍也在 ABS 材料的熔體溫度范圍 230℃ 280℃ 內(nèi)