【正文】 的實(shí)際最小壁厚，從而優(yōu)化制品結(jié)構(gòu)，降低材料成本，縮短生產(chǎn)周期，保證制品能全部充滿。其次可以優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)，可以得到最佳的澆口數(shù)量與位置、合理的流道系統(tǒng)與冷卻系統(tǒng)，并對(duì)型腔尺寸 、澆口尺寸、流道尺寸和冷卻系統(tǒng)尺寸進(jìn)行優(yōu)化，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行試模修模，提高模具質(zhì)量，減少修 模次數(shù)；最后 優(yōu)化注塑工藝參數(shù)，確定最佳注射壓力、保壓壓力、鎖模力、模具溫度、熔體溫度、 注射時(shí)間、保壓時(shí)間和冷卻時(shí)間，注塑出最佳的塑料制品。本課題 采用 Moldflow 軟件對(duì)外殼制件進(jìn)行流動(dòng)模擬分析，預(yù)測(cè)存在氣泡的位置、熔接線位置以及鎖模力的大小，分析出澆口的最佳位置。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 8 頁(yè)共 46 頁(yè) 2 塑件三維實(shí)體設(shè)計(jì)及其成型工藝的確定 塑件模型建立 本畢業(yè)設(shè)計(jì)的塑料件設(shè)計(jì)原型是空氣過濾器蓋板，通過 并且繪制出這個(gè)零件的 3D 圖和 2D 圖。 （ 1） 制件 3D 模型的創(chuàng)建 ： 模型繪制采用 UGS 公司的產(chǎn)品 ,最終繪制出來的 3D 結(jié)構(gòu) 圖 如圖 21 所示 : 圖 21 塑件 3D 圖 本模型 2D 圖由 UG3D 圖轉(zhuǎn)換而來 ,并在軟件 AutoCAD 2020 上進(jìn)行整理繪制出來的 ，2D 圖如圖 22 所示 ： 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 9 頁(yè)共 46 頁(yè) 圖 22 塑件 2D 圖 塑件成型材料 的確定 及其收縮率的確定 1 塑料選擇 ABS （ 1） ABS 的注塑工藝參數(shù) 如表 21 所示 ： 表 21 ABS 的注塑工藝參數(shù) 注塑機(jī)類型： 螺桿式 保壓力 50~70MPa 噴嘴形式 直通式 注射時(shí)間 3~5s 螺桿轉(zhuǎn)速（ r/min） 30~60 保壓時(shí)間 15~30s 噴嘴溫度 180~190? C 模具溫度 50~70? C 成型溫度 ? C 料筒：前 150~170 中 165~180 后 180~200 1冷卻時(shí)間 15~30s 注射壓力 60~100 MPa 1成型周期 40 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 10 頁(yè)共 46 頁(yè) 流道和澆口：對(duì)于冷流道，典型 的流道直徑范圍是 4~7mm。建議使用 的 通體為圓形的注入口和流道。所有類型的澆口都可以使用。典型的澆口直徑范圍是 1~，但也可以使用小到 的澆口。 對(duì)于邊緣澆口，最小的澆口深度應(yīng)為壁厚的一半；最小的澆口 寬度應(yīng)至少為壁厚的兩倍。 ABS 材料完全可以使用熱流道系統(tǒng)。 （ 2） 化學(xué)和物理特性 ABS 是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。這三種組分的各自特性，使 ABS 具有良好的綜合力學(xué)性能。丙烯腈使 ABS 有良好的耐化學(xué)腐蝕性及 表面硬度，丁二烯使 ABS 堅(jiān)韌，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。 ABS 無毒、無味，呈微黃色，成型的塑料件較好的光澤。密度為 ~。 ABS 有極好的抗沖擊強(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、耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機(jī)鹽、堿、酸類對(duì) ABS 幾乎無影響，在酮、醛、酯、氯代烴中會(huì)溶解或形成乳濁液，不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長(zhǎng)期接觸會(huì)軟化溶脹。 ABS 塑料表面受冰醋酸、植物油等化學(xué)藥品的侵蝕會(huì)引起應(yīng)力開裂。 ABS 有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加 工。經(jīng)過色可配成任何顏色。其缺點(diǎn)是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為 70 度左右，熱變形溫度約為 93 度左右。耐氣侯性差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。 根據(jù) ABS 中三種組分之間的比例不同，其性能也略有差異，從而適應(yīng)各種不同的應(yīng)用。根據(jù)應(yīng)用不同可分為超高沖擊型、高沖擊型、中沖擊型、低沖擊型和耐熱型等。 其 主要用途 有 ABS 在機(jī) 械工業(yè)上用來制造齒輪、泵葉輪、軸承、把手、管道、電機(jī)外殼、儀表殼、儀表盤、水箱外殼、蓄電池、冷藏庫(kù)和冰霜襯里等。汽車工業(yè)上用 ABS 制造汽車擋泥板、扶手、熱空氣調(diào)節(jié)管、加熱器等，還有用 ABS 夾層板制小轎車車身 。 ABS 還可用來制作水表殼、紡織器材、電器零部件、文教體育用品、玩具、電子琴及收錄機(jī)殼體、食品包裝容器、農(nóng)藥噴霧器及家具等。 ABS 在升溫時(shí)粘度增高，所以成型壓力較高，塑料上的脫模斜度宜稍大； ABS 易吸水，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理；易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量減小澆注系統(tǒng)對(duì)料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度及收縮率影響極小。要求塑件精度高時(shí)，模具溫度可控制在 50~60 度，要求塑件光澤和耐熱時(shí)，應(yīng)控制在 60~80 度。 查資料得 ABS 的收縮率為 ～ ，這里選取 。 分型面設(shè)計(jì) 分型面是指分開模具取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸面。在模具設(shè)計(jì)階段，應(yīng)首先確定分型面的形狀和位置，然后才能選擇模具的結(jié)構(gòu)。分型面設(shè)計(jì)是否合理，對(duì)制品質(zhì)量、工藝操作難易程度和模具設(shè)計(jì)制造都有很大的影響。 分型面的選擇原則除了必須開設(shè)在制件界面輪廓的最大的地方才能使制件順利地從型腔中脫出外，還應(yīng)考慮以下因素： (1) 因?yàn)榉中兔嫣幉豢杀苊獾臅?huì)在塑件上留下溢料痕跡或拼合不準(zhǔn)確的痕跡，故分型面最好不選在制件光亮平滑的外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處。從制件的推出裝置設(shè)置方便考慮，分型時(shí)要盡可能的使制件留在動(dòng) 模一邊，當(dāng)制件上有多個(gè)型芯或形狀復(fù)雜、錐度小的型芯時(shí)，制件對(duì)型芯的包緊力特別大，這種型芯應(yīng)設(shè)在動(dòng)模一邊，而將凹模放在定模一邊。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 11 頁(yè)共 46 頁(yè) (2) 從保證制件相關(guān)部位同軸度的角度出發(fā)，同軸度要求高的塑件，取分型面時(shí)最好把要求同軸的部分放在模具分型面的同一側(cè)。當(dāng)制件上要求互相同軸的部位不便設(shè)在分型面的同一側(cè)時(shí)，則應(yīng)設(shè)計(jì)特殊的定位裝置，提高合模時(shí)的對(duì)中性。 (3) 有側(cè)凹或側(cè)孔的制件，當(dāng)采用自動(dòng)側(cè)向分型抽芯時(shí)，除了液壓抽芯能獲得較大的側(cè)向抽拔距離外，一般分型抽芯機(jī)構(gòu)側(cè)向抽拔距離都較小。取分型面時(shí)應(yīng)首先考慮將抽芯或分型距離長(zhǎng) 的一邊放在動(dòng)、定模開模的方向上，而將短的一邊作為側(cè)向分型或抽芯。對(duì)有頂出機(jī)構(gòu)的模具，采取動(dòng)模邊側(cè)向分型抽芯，模具結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，能獲得的抽拔距離也比較長(zhǎng)，故選分型面時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮把制件的側(cè)凹或側(cè)孔放在動(dòng)模邊。若設(shè)在動(dòng)模邊，則模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。此外當(dāng)分型面作為主要排氣面時(shí)，料流的末端應(yīng)在分型面上以利排氣。 綜合考慮分型面的選擇受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件的位置、形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此我們?cè)谶x擇分型面時(shí)應(yīng)該綜合分析比較，然后再選出正確 的分型面。根據(jù)各個(gè)制約因素，最終確定分型面如圖 23 所示 圖 23 實(shí)際分型面 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 12 頁(yè)共 46 頁(yè) 初步確定型腔數(shù)量以及排列方式 模具中每增加一個(gè)型腔，制品的尺寸精度要降低 4％，但該產(chǎn)品對(duì)外觀的質(zhì)量沒有太高的要求，再就是為了提高生產(chǎn)效率，本次模具設(shè)計(jì)采用的是一模 兩 腔，型腔的分布如圖 24 所示 : 圖 24 型腔排列 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 13 頁(yè)共 46 頁(yè) 新建工程 導(dǎo)入或新建 CAD 文件 網(wǎng)格劃分 網(wǎng)格檢查與修復(fù) 選擇分析類型 選擇成型材料 創(chuàng)建澆注系統(tǒng) 創(chuàng)建冷卻系統(tǒng) 設(shè)定分析工藝參數(shù) 分析計(jì)算 查看分析結(jié)果 圖 31 Moldflow 分析流程圖 3 塑件模流分析 Moldflow Plastics Insight 注塑流動(dòng)模擬 MPI 的流動(dòng)分析模擬了塑料熔體在整個(gè)注塑過程中的流動(dòng)情況 ，確保用戶獲得高質(zhì)量的制件。使用流動(dòng)分析用戶可以優(yōu)化澆口位置和加工參數(shù)、預(yù)測(cè)制件可能出現(xiàn)的缺陷、自動(dòng)確定取 得流動(dòng)平衡的流道系統(tǒng)尺寸。 冷卻模擬注塑和保壓過程得到了優(yōu)化后，可以進(jìn)行冷卻系統(tǒng)造型：包括流道、模具外形、鑲塊等 ，并進(jìn)行冷卻分析。 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?？梢允褂镁€性和非線性方法來精確預(yù)測(cè)翹曲的變形量， 并 指出引起翹曲的主因。 MPI 的模內(nèi)殘余應(yīng)力修正算法 （ CRIMS) 使用戶可以精確分析Moldflow 數(shù)據(jù)庫(kù)中 500 種材料的翹曲 情 況。 MPI 應(yīng)力分析功能可以分析塑件的在外力狀態(tài)下的結(jié) 構(gòu)性 能 ，它提供一個(gè)線性分析方法在 概念設(shè)計(jì)階段，快速預(yù)測(cè)制 件 是否符合設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)要求。采用非線性方法來確定由于外載 荷 而導(dǎo)致的永久變形。 纖維取向分析塑料的纖維取向?qū)ψ⑺苤萍臋C(jī)械和結(jié)構(gòu)性能有著重大影響 ， MPI 先進(jìn)的可視化工具使客戶可以清晰的看到纖維取向在制件的各個(gè)部位的分布，從而獲得制件的剛度信息。 注塑參數(shù)優(yōu)化 MPI 的注塑工藝優(yōu)化功能對(duì)于每一特定制 件 ，自動(dòng)的確定其最優(yōu)加工工藝參數(shù)和注塑機(jī)參數(shù)。它的分析結(jié)果可以作為 MPX 的輸入?yún)?shù)使試?？旖莞咝?。氣輔工藝模擬使用 MPI 可以模擬體積控制和壓力控制氣 程 輔工藝。它首先模擬聚合物在模具中的流動(dòng)，然后模擬氣體在型腔內(nèi)的穿透情況 。 熱固性材料注塑模擬 MPI 提供工具進(jìn)行熱固性塑料成型的模擬：如注塑成型、 IC 卡成型、樹脂模塑成型、 BMC 材料模塑成型和反應(yīng)注塑成型等。 MPI 的分析步驟 :如下列的流程圖如圖 31 所示。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 14 頁(yè)共 46 頁(yè) 導(dǎo)入要分析文件和模型網(wǎng)格處 ， 如圖 32 網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)與修復(fù) 修復(fù)參數(shù)全部為系統(tǒng)默認(rèn)值，修復(fù)有關(guān)信息如圖 33 所示。 Mlodflow 結(jié)果分析 在進(jìn)行分 析結(jié)束后將有大量的有關(guān)流動(dòng)、冷卻和翹曲等的分析過程和分析結(jié)果的息，這些信息包括文字、圖片和動(dòng)畫。在分析結(jié)果中可分為三大部分，一部分是 Flow圖 32 網(wǎng)格劃分 圖 33 網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)數(shù) 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 15 頁(yè)共 46 頁(yè) 流動(dòng)分析 結(jié)果，一部分是 Cool 冷卻分析 結(jié) 果，另一部分是 Warp 翹曲分析 結(jié)果。 分析前 的 一些工藝和設(shè)置 ： 材料選擇：種類： ABS。 牌號(hào)： HAG5210FR。 制造商： 東莞市鑫煜塑膠有限公司 ； 工等級(jí)：注射；典型特征：流動(dòng)性好、高剛性、抗沖擊 。主要用途：電子用品殼體。 流道直徑 6mm，冷卻水道直徑為 10m；下面分析中沒具體說明的為設(shè)置為軟件默認(rèn)設(shè)置值。 最佳澆口位置分析 通常情況下，分析所得的最佳澆口位置不是我們所要的位置，我們只 是通過分析所得云圖來考慮實(shí)際的澆口位置時(shí)盡量靠近最佳澆口位置 ,如圖 34 所示 。 圖 34 最佳澆口位置 速度 /壓力切換時(shí)的壓力的分析 各方案的速度 /壓力切換時(shí)的壓力分析結(jié)果如圖 35 所示。 圖 35 壓力分析 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 16 頁(yè)共 46 頁(yè) Flow 流動(dòng)分析 （ 1） 充填時(shí)間 如圖 36 所示 。 圖 36 充填時(shí)間 圖 37 制件平均溫度 （ 2） 制品的流動(dòng)前沿處的 平均 溫度 如圖 37 所示 。 （ 3） 鎖模力： XY 圖比較 制品的鎖模力 XY 圖的分析結(jié)果 如圖 38 所示 。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 17 頁(yè)共 46 頁(yè) 圖 38 鎖模力 XY （ 4） 氣穴的分 布 分布在分型面處較合理的，有些許氣困在孔處，這時(shí)我們只需在此設(shè)置排氣槽即可。要盡