毕业设计（论文）-肥皂盒Moldflow的设计分析.doc

中文题目：肥皂盒Moldflow 的设计分析 毕业设计（论文）共33页 图纸共1张 完成日期 2016.11.13 答辩日期 摘 要本文运用了Moldflow对肥皂盒进行了分析设计。本次设计采用了点浇，对位置的不同进行了分析。通过导入模型、划分网格、设置浇口位置、创建直线、流道系统与冷却回路等内容，简单陈述了Moldflow的运用。关键词：肥皂盒；moldflow；分析全套图纸加扣 3012250582目 录前 言11 产品的工艺分析21.1 产品的说明21.2 材料的选择21.2.1 材料的介绍21.2.2 材料的性能32 导入及网格划分42.1 导入Moldflow42.2生成网格43 点浇口位置分析53.1 点浇方案一53.1.1 重复零件53.1.2 浇口位置53.1.3 创建直线63.1.4 流道系统83.1.5 冷却回路93.1.6 报告分析103.2 点浇方案二143.2.1 浇口位置143.2.2 创建直线153.2.3 流道系统153.2.4 冷却回路153.2.5 报告分析164 点浇口位置方案对比204.1 剪切速率，体积的对比204.2 注射位置处压力：XY图对比214.3 料流量的对比224.4 总体温度的对比234.5 对比结果23总 结24致 谢25附 录26参考文献27苏州健雄职业技术学院毕业设计（论文）前 言模具乃工业生产的基础工艺设备。随着社会的进步与发展，模具也越来越受到人们的关注。在家电、电子、通讯、电器等产品中，有6080%的零部件是靠模具成形的。而且也因模具所生产的工件表现出来的高一致性、高复杂、高精度、高生产率和低消耗，是其他制造方法所不能比的。往往用模具所生产的最终产品要大过它自身价值的几十、上百倍。所以，它也是“效益放大器”。现代技术水平的提高，很大程度上取决于模具工业的发展，模具工业也对国家经济起到越来越大的作用，也是衡量一个国家的生产力发展水平的重要标志之一。而Moldflow软件，为模具结构的优化、注塑成型设计及生产提供了高效的解决方法。在塑料产品方面的设计和制造领域，随着塑料件在电子，机械，航空，汽车等领域的广泛使用，以及对塑料件精度的要求越来越高，传统的成型方法已经无法适应产品的更新换代及提高质量的要求。而与传统工艺相比，Moldflow技术不管在保证制品质量，提高生产效率，还是在减轻劳动强度，降低成本等方面，具有很大优越性。所有的Moldflow产品都是围绕的Moldflow的战略，全部进行广泛的注塑分析。也通过广泛的注塑分析将Moldflow所积累的丰富注塑经验带进制品和模具设计，将注塑分析和注塑机控制相联系，自行监控并调整注塑机参数，从而改良模具设计、提高工件的产品质量，使工件具有更好的工艺性。我们运用的是AutodeskMoldflowSynergy，随着对Moldflow了解的深入，对此软件也越发感慨。本次是用Moldflow对肥皂盒的分析设计，以检测我们对Moldflow的了解，熟悉且掌握Moldflow软件，同时训练注塑模具的设计过程中相关的工艺参数的设定。此次训练中使用的实物原件是一个普通的肥皂盒，在Moldflow软件中经历了网格划分及调整、设置注塑位置、浇口流道和冷却回路的创建、分析及生成报告等程序。1 产品的工艺分析1.1 产品的说明为培养学生的设计思路，锻炼学生运用所学知识的能力，此次设计了肥皂盒。该塑件整体结构简单，尺寸中等，内含曲面，底面为四个透气孔。如图1-1，图1-2。 图1-1肥皂盒草图图1-2 肥皂盒立体图1.2 材料的选择1.2.1 材料的介绍本次设计采用的材料是聚丙烯，英文名Polypropylene，简称PP。PP为无味，无毒的乳白色高结晶聚合物，密度只有0.900.91g/cm，是所有塑料中最轻的品种之一。1.2.2 材料的性能聚丙烯熔点在164170，具有较好的耐热性；结晶度高，具有优良的力学性能；几乎不吸水，绝缘性能不受湿度的影响，具有高频的绝缘性能。聚丙烯对水稳定，水中24h吸水率仅仅0.01%，分子量在8至15之间。成型性好，制品表面光泽好，且易于着色。2 导入及网格划分2.1 导入Moldflow打开Moldflow软件，点击新建工程，弹出对话框，设置好文件名及保存位置。图2-1导入模型点击导入，如图2-1，弹出对话框，在电脑中找出要用的肥皂盒UG图，将UG三维图导入Moldflow进行分析。2.2生成网格在任务中原有文件右击再点击复制，以备第二种情况。在菜单栏中找到网格，单击生成网格，为使分析速度提高，将曲面上的全局边长变大，单击立即划分网格。如图2-2所示。若网格出现错误，在网格栏中单击网格修复向导进行修复。图2-2网格命令3 点浇口位置分析3.1 点浇方案一3.1.1 重复零件在软件菜单栏中找出几何，点击型腔重复命令。如图3-1所示。图3-1型腔重复命令弹出型腔重复向导，该向导用于创建标准多型腔布局。型腔数改为2个，其他不变，点击完成。如图3-2所示。完成后如图3-3所示。图3-2型腔重复选择框图3-3型腔重复3.1.2 浇口位置双击左侧的设置注射位置找到塑件中心，确定浇口位置，如图3-4。图3-4设置注射位置3.1.3 创建直线在菜单栏中找出几何，点击曲线，再点击创建直线，如图3-5所示。在左边工具栏中选中第二行坐标参数。点击浇口位置下的点，显示坐标参数，复制坐标参数，在第一行粘贴，改变Z轴数据，先升高30mm，点击应用，如图3-6所示。出现一条竖直线，为冷浇口线。再选中直线上的点，改变Z轴参数，升高60mm，应用，出现一直线为冷流道线。如图3-7所示。图3-5直线命令图3-6输入参数图3-7创建直线选中第二行坐标参数，点中第二个塑件浇口位置下的点，会显示坐标参数，复制粘贴到第一行，Z轴数据先升高30mm，点击应用，出现一条竖直线，为冷浇口线。再选中直线上的点，改变Z轴参数，升高60mm，应用，出现一直线为冷流道线。如图3-8所示。图3-8创建第二个直线在几何节点命令中选择在坐标之间的节点，在第一、第二坐标中分别选择冷流道线的末点，点击应用创建节点。在创建直线中选中第二行坐标参数，点中左边塑件直线上的末点，选中第一行坐标参数，点中节点，点击应用，出现一线段，同样方法，选中第二行坐标参数，点中右边塑件直线上的末点，再选中第一行参数，点中节点，这样就会在两条竖直线中连接一条横直线，为冷流道线。选中第二行坐标参数，点击节点，复制粘贴坐标参数到第一行，Z轴的坐标参数提高40mm，点击应用出现冷主流道线。如图3-9所示。图3-9冷主流道直线3.1.4 流道系统删除浇口符号，选中冷浇口直线，右击选择属性，弹出对话框，如图3-10所示。选择冷浇口中的第一个，编辑属性，截面形状是圆形，锥体（由角度）编辑尺寸，始端直径10mm，锥体角度1deg。如图3-11。图3-10属性选择图3-11浇口属性另一边冷浇口线同上，选中冷流道线，右击选择属性，弹出对话框，选择冷流道第一个，编辑横截面尺寸直径15mm。如图3-12。图3-12冷流道尺寸点中冷主流道线，右击选择属性，弹出对话框，选择冷主流道第一个，编辑横截面尺寸，由端部尺寸定圆锥体形状，始端直径20mm，末端直径18mm。如图3-13所示。 图3-13冷主流道尺寸点击菜单栏中的生成网格命令，立即划分网格，出现浇注流道。如图3-14所示。图3-14生成流道3.1.5 冷却回路在菜单栏的几何中点击冷却回路，弹出对话框冷却回路向导，该向导可以为零件创建一个简单的回路。指定水管的直径10mm，选择X轴。如图3-15。图3-15冷却回路向导点击下一步，跳出对话框，设置管道数量2，如图3-16。点击完成得图3-17。 图3-16设置管道数量 图3-17冷却回路3.1.6 报告分析在冷主流道上设置注射位置，在左侧点击开始分析，运行全面分析，如图3-18。点击菜单栏报告中的报告向导，添加浇口位置方案进行下一步，再全部添加进行下一步，生成报告。如图3-19所示。 图3-18全面分析 图3-19生成报告充填分析 充填阶段，如表3-1所示: 状态: V = 速度控制 P = 压力控制 V/P= 速度/压力切换表3-1充填阶段数据时间体积压力锁模力流动速率状态(s)(%)(MPa)(tonne)(cm3/s)0.1485.080.170.0056.47V0.30210.240.360.0056.47V0.47015.810.580.0256.27V0.61820.720.750.0556.29V0.76525.630.920.0956.30V0.91430.541.100.1456.32V1.06135.421.280.2156.33V1.20640.201.450.2856.35V1.35044.971.630.3456.36V1.45848.492.070.5255.54V1.60152.834.871.8654.87V1.74957.546.142.6856.01V1.89662.306.773.1856.23V2.04166.987.363.8356.09V2.18271.517.904.3956.34V2.33676.428.394.9456.41V2.47580.848.895.5556.40V2.62385.589.496.3556.45V2.76790.1210.087.2656.48V2.91494.7410.868.5856.53V3.05399.0212.0010.7655.04V/P3.05699.1111.2510.3827.34P3.06399.299.609.1011.82P3.10199.869.609.1326.75P3.104100.009.609.1926.75已填充充填阶段结果摘要 : 最大注射压力(在3.0526s) =11.9962 MPa零件的充填阶段结果摘要，如表3-2所示:表3-2零件充填阶段数据总体温度最大值(在3.053s)221.1679 C总体温度第95个百分数(在1.601s)219.9843 C总体温度第5个百分数(在3.101s)202.4160 C总体温度最小值(在3.101s)187.0076 C剪切应力最大值(在2.914s)0.1707 MPa剪切应力第95个百分数(在2.914s)0.0827 MPa剪切速率最大值(在2.914s)8628.3838 1/s剪切速率第95个百分数(在1.601s)1142.4447 1/s零件的充填阶段结束的结果摘要，如表3-3所示:表3-3零件的充填阶段结束数据零件总重量(不包括流道)60.9513 g总体温度最大值220.7389 C总体温度第95个百分数218.5599 C总体温度第5个百分数202.4204 C总体温度最小值187.0390 C总体温度平均值208.5701 C总体温度标准差5.2365 C剪切应力最大值0.1359 MPa剪切应力第95个百分数0.0653 MPa剪切应力平均值0.0439 MPa剪切应力标准差0.0136 MPa冻结层因子最大值0.3035冻结层因子第95个百分数0.2286冻结层因子第5个百分数0.0713冻结层因子最小值0.0000冻结层因子平均值0.1733冻结层因子标准差0.0525剪切速率最大值4019.1995 1/s剪切速率第95个百分数321.2858 1/s剪切速率平均值105.9983 1/s剪切速率标准差147.9129 1/s流道系统的充填阶段结果摘要，如表3-4所示:表3-4流道系统的充填阶段数据总体温度最大值(在3.053s)221.7264 C总体温度第95个百分数(在3.053s)221.6195 C总体温度第5个百分数(在1.350s)219.8450 C总体温度最小值(在1.350s)219.8441 C剪切应力最大值(在2.914s)0.0546 MPa剪切应力第95个百分数(在2.914s)0.0484 MPa剪切速率最大值(在2.336s)384.2466 1/s剪切速率第95个百分数(在2.336s)291.4837 1/s流道系统的充填阶段结束的结果摘要如表3-5所示:表3-5流道系统的充填阶段结束数据主流道/流道/浇口总重量63.2204 g总体温度最大值221.3715 C总体温度第95个百分数221.2706 C总体温度第5个百分数220.7586 C总体温度最小值220.7527 C总体温度平均值220.9253 C总体温度标准差0.1812 C剪切应力最大值0.0408 MPa剪切应力第95个百分数0.0357 MPa剪切应力平均值0.0205 MPa剪切应力标准差0.0042 MPa冻结层因子最大值0.1031冻结层因子第95个百分数0.0995冻结层因子第5个百分数0.0729冻结层因子最小值0.0698冻结层因子平均值0.0926冻结层因子标准差0.0075剪切速率最大值177.5813 1/s剪切速率第95个百分数134.7386 1/s剪切速率平均值44.9770 1/s剪切速率标准差25.5548 1/s3.2 点浇方案二3.2.1 浇口位置在菜单栏几何中点击型腔重复，重复后左侧双击设置注射位置，在工件边缘确定个浇口位置。如图3-20所示。图3-20注射位置3.2.2 创建直线同上方案一，得图3-21。图3-21创建直线3.2.3 流道系统同上方案一，得图3-22。图3-22生成流道3.2.4 冷却回路 同上方案一，得图3-23。图3-23冷却回路3.2.5 报告分析在左侧点击开始分析，运行全面分析。点击菜单栏报告中的报告向导，添加浇口位置方案进行下一步，再全部添加进行下一步，生成报告。充填分析充填阶段，如表3-6所示: 状态: V = 速度控制 P = 压力控制 V/P= 速度/压力切换表3-6充填阶段数据时间体积压力锁模力流动速率状态(s)(%)(MPa)(tonne)(cm3/s)0.1565.530.160.0052.70V0.29910.280.340.0052.33V0.45615.690.500.0252.54V0.61321.110.670.0452.56V0.71824.720.780.0652.57V0.87430.080.950.1052.58V1.02835.381.120.1452.60V1.13138.921.230.1752.61V1.27343.741.870.3451.74V1.40547.953.991.0152.07V1.54552.584.991.4852.19V1.68457.215.691.8852.34V1.82862.046.312.3052.42V1.96866.607.313.0852.16V2.10571.068.393.9852.39V2.24775.709.384.9152.46V2.38680.2010.666.4252.48V2.52884.8511.917.9352.55V2.66889.3213.279.8052.65V2.80593.7314.5011.5352.75V2.94698.2115.9913.9752.74V2.96198.6716.1814.2951.70V/P2.97198.9612.9412.176.02P3.03299.8312.9412.3522.42P3.034100.0012.9412.3922.42已填充充填阶段结果摘要 : 最大注射压力(在2.9606s) =16.1752 MPa零件的充填阶段结果摘要，如表3-7所示:表3-7零件的充填阶段数据总体温度最大值(在2.961s)221.4605 C总体温度第95个百分数(在1.405s)219.7493 C总体温度第5个百分数(在3.032s)198.1149 C总体温度最小值(在3.032s)186.0430 C剪切应力最大值(在2.961s)0.1746 MPa剪切应力第95个百分数(在2.961s)0.0881 MPa剪切速率最大值(在2.805s)8041.0640 1/s剪切速率第95个百分数(在1.405s)814.5589 1/s零件的充填阶段结束的结果摘要，如表3-8所示:表3-8零件的充填阶段结束数据零件总重量(不包括流道)61.2402 g总体温度最大值220.7700 C总体温度第95个百分数218.4289 C总体温度第5个百分数198.1254 C总体温度最小值186.0653 C总体温度平均值207.7322 C总体温度标准差6.1979 C剪切应力最大值0.1342 MPa剪切应力第95个百分数0.0669 MPa剪切应力平均值0.0474 MPa剪切应力标准差0.0161 MPa冻结层因子最大值0.3072冻结层因子第95个百分数0.2476冻结层因子第5个百分数0.0751冻结层因子最小值0.0000冻结层因子平均值0.1783冻结层因子标准差0.0550剪切速率最大值3159.1541 1/s剪切速率第95个百分数307.5877 1/s剪切速率平均值124.5250 1/s剪切速率标准差133.0016 1/s流道系统的充填阶段结果摘要，如表3-9所示:表3-9流道系统的充填阶段数据总体温度最大值(在2.961s)222.3134 C总体温度第95个百分数(在2.961s)222.2017 C总体温度第5个百分数(在1.131s)219.8300 C总体温度最小值(在1.131s)219.8296 C剪切应力最大值(在2.805s)0.0534 MPa剪切应力第95个百分数(在2.946s)0.0484 MPa剪切速率最大值(在2.805s)357.3966 1/s剪切速率第95个百分数(在2.805s)286.1873 1/s流道系统的充填阶段结束的结果摘要，如表3-10所示:表3-10流道系统的充填阶段结束数据主流道/流道/浇口总重量50.8743 g总体温度最大值221.8535 C总体温度第95个百分数221.7481 C总体温度第5个百分数221.2484 C总体温度最小值221.2057 C总体温度平均值221.4340 C总体温度标准差0.1851 C剪切应力最大值0.0384 MPa剪切应力第95个百分数0.0343 MPa剪切应力平均值0.0188 MPa剪切应力标准差0.0045 MPa冻结层因子最大值0.1092冻结层因子第95个百分数0.0984冻结层因子第5个百分数0.0733冻结层因子最小值0.0699冻结层因子平均值0.0923冻结层因子标准差0.0080剪切速率最大值150.2846 1/s剪切速率第95个百分数120.3178 1/s剪切速率平均值39.1844 1/s剪切速率标准差24.0365 1/s4 点浇口位置方案对比4.1 剪切速率，体积的对比图4-1方案一的剪切速率，体积 图4-2方案二的剪切速率，体积经方案一与方案二的比较发现，方案一的剪切速率比方案二的高。如图4-1，图4-2所示。4.2 注射位置处压力：XY图对比图4-3方案一的注射位置处压力:XY 图4-4方案二的注射位置处压力：XY方案一最大注射压力(在3.0526s)=11.9962MPa，方案二最大注射压力(在 2.9606s)=16.1752MPa。如图4-3，图4-4所示。 4.3 料流量的对比图4-5方案一的料流量 图4-6方案二的料流量 经方案一与方案二对比，方案一的料流量大。如图4-5，图4-6所示。4.4 总体温度的对比图4-7方案一的总体温度图4-8方案二的总体温度经对比得知，方案一的总体温度小于方案二的总体温度。4.5 对比结果从方案一与方案二数据与图表的分析结果对比中得知，浇口位置选在中间要好于选在边缘。总 结我们这次是用Moldflow对肥皂盒进行的设计分析。本次的试验可知，浇口的设计是否正确，对塑件质量的影响很大。因此得知，合理的选择浇口位置，是提高产品质量的重要环节。运用Moldflow软件对塑件成型过程进行计算机模拟，可预测在不同的浇口位置下的成型缺陷，确