【毕业学位论文】（Word原稿）基于CAE的手机外壳注射成型模拟分析-高分子材料工程

（ 2011届） 本科毕业设计（论文） 基于 学 院（部）： 包装与材料工程学院 专 业： 高分子材料工程 学 生 姓 名： 班 级： 学号 指导教师姓名： 职称 工程师 最终评定成绩 2011 年 06 月 湖南工业大学本科毕业设计（论文） 基于 学 院（部）： 包装与材料工程学院 专 业： 高分子材料与工程 学 号： 学 生 姓 名： 指导教师姓名： 工程师 2011 年 06 月湖南工业大学本科生毕业设计（论文） I 摘 要 本文 采用 ） 进行手机外壳的 三维造型， 且 利用 软件对其 注塑成型过程进行分析模拟，包括充填、流动、保压、冷却等各个方面，获得了最佳浇口位置、熔接痕位置、困气、流动时间、压力和温度分布的准确信息。 对 浇口位置 进行 优化， 选出最佳的进浇位置方案。以优化后的进 浇方案为进浇点，设计浇注系统， 然后进行了翘曲变形分析的正交试验。 翘曲变形是注塑成型过程的综合反映，文中的变形分析以翘曲变形量 作为质量指标。采用多因素正交试验的方法进行变形分析，获得了塑料 聚碳酸酯 （ ,苯乙烯共聚物（ 在熔料温度、保压压力、冷却时间三个因素三水平下成型手机外壳， 比较了不同工艺参数对翘曲变形量的影响程度，得到了优化的工艺参数组合。 经过优化后的进浇位置和工艺参数方案，使得 产品的 翘曲变形量从 塑冷却时间由 20 5s；气泡问题 也有了明显的改善。 这对于提高塑件制品质量、缩短生产周期、提高模具设计水平等都具有重要的指导意义。 关键词 ： 料，注射成型 ,工艺参数优化 湖南工业大学本科生毕业设计（论文） n E) to of to of of of of To by a is a of in of of as a to , in of of on of of 0 s to 5s; so 南工业大学本科生毕业设计（论文） 录 第 1 章 绪论 . 1 引言 1 研究背景 1 研究意义 1 发展趋势 1 模拟过程的理论基础 2 注射成型原理 2 塑料的塑化 3 螺杆式塑化过程 3 注塑过程 4 注塑 术理论 5 本论文主要任务 6 第 2 章 手机外壳建模 . 7 手机产品造型 7 型前工作设定 7 实体的创建 7 体造型的特征分析与优化设计 8 第 3 章 手机外壳注射成型预分析 . 9 产品成型条件 9 最佳进浇位置预分析 12 最佳浇口位置成型分析 13 析结果 14 析结果 15 第 4 章 进浇位置优化 . 17 进浇位置设计方案 17 进浇位置方案分析结果比较 19 小结 26 第 5 章 翘曲优化方案研究 . 27 翘曲变形 正交试验研究 27 实验条件假设 27 湖南工业大学本科生毕业设计（论文） 工艺参数 27 浇注系统和冷却水路设置 28 翘曲变形试验分析 29 分析 31 结论 . 33 参考文献 . 34 致谢 . 36 湖南工业大学本科生毕业设计（论文） 1 第 1 章 绪论 引言 研究 背景 注射成型是聚合物材料的主要加工方法之一，其生产效率高，能成型外形复杂、尺寸精确或带嵌件的塑料件。该方法成型的制品约占塑料制品总量的 20% 30% ,其中工程塑料制品约 80%是采用注射成型制得 的 1。伴随着注塑模具工业的飞速发展 , 对塑料制品的质量要求越来越高，如塑件的高精度、轻量化、高强度等等，传统手工设计模具的方法已无法适应当前的形势对于任何注射成型模具来说，最重要的是 控制熔融塑料在模具中的流动方式。产品的许多缺陷（如气孔、 翘曲等）影响了制 品的力学性能和外观质量，使制件难以满足现代工业的要求，而所有这些都与熔融塑料在模具中的流动方式有关。其相关模具及工艺技术逐步成为模具行业 2。 研究 意义 本论文主要针对注塑成型过程进行研究，通过对典型案例的分析，尝试利用 过该毕业论文，综合所学专 业知识，熟练的运用塑料成型的基本理论知识及各种专业软件，培养 在实际生产中分析问题和解决问题的能力，加深理论知识的理解，强化实际中的感性认识。设计过程也是理论联系实际的过程，能培养理论联系实 际的设计思想，并学会使用手册、查询相关资料等，为以后的工作奠定坚实的基础。 发展趋势 塑料产品从设计到注塑生产包括塑料制品设计、模具结构设计、模具加工制造和注塑成型等几个主要方面，它需要产品设计师、模具设计师、模具加工工艺师及注塑工艺师协同完成，是一个设计、修改、再设计的反复迭代、不断优化的过 程 2。 传统的注塑模具设计主要依靠设计人员的直觉和经验，模具设计加工完以后需要经过反复的调试与修正才能正式投人生产，发现问题后，不仅要重新调整工艺参数，甚至要修湖南工业大学本科生毕业设计（论文） 2 改塑料制品和模具，这种生产方式制约了新产品 的开发。利用 术分析软件在模具加工之前，在计算机上对整个注塑成型过程进行模拟分析，包括填充、保压、冷却、翘曲、纤维取向、结构应力、收缩以及气辅成型和热固性材料流动分析，找出未来产品可能出现的缺陷，提高一次试模的成功率，以达到降低生产成本、缩短生产周期的目的。 实践证明，塑料注射成型模拟技术对加快塑料制品的新产品开发、提高塑料制品质量、降低成本起着关键作 用 3。 ，塑料产品 、 塑料模具的设计不但要采用 且还要采用 这是必然的发展趋势。 美国 1976年发行了世界上第一套流动分析软件以来，一直主导着 注塑 成型 模具的温度场进行三维模拟，对于制品在其厚度方向上采用解析解来计算温度分布，并通过制品的热流量将二者完全耦合进行迭代求解。同时将模具的温度场与冷却管道中冷却介质的能量方程联立起来求解，因此可以可靠地计算制品模具及模具冷却介质间的界面温 度 4。 近几年在汽车、家电、电子通讯、化工、日用品等领域得到了广泛应用。 本文采用的 析软 件是著名注塑成型模拟分析软件 塑成型模拟分析，简称 利用其 的流动（ 冷却（ 翘曲（ 析模块 对一个 手机外壳 进行模拟流动分析，通过 进浇位置 、翘曲模拟分析优化设计 。 模拟过程的理论基础 注射成型原理 注塑是将塑料熔体以高压高速注入闭合的模具型腔内，经冷却定性后，得到和模具型腔一致的塑料制品的成型方法。 用注塑的方法加工塑料制品，不仅精度高、质量好，而且生产效率高，可 以加工出外形复杂、花纹精细的模制品。塑料因具有美观轻巧、耐磨耐腐蚀、优异的绝缘性能，已备受人们关注。随着经济的发展和科学技术的进步，使用塑胶制品的数量与日俱增，并且广泛应用于国民经济各个部门。 注塑的必要条件为： a，塑料必须以熔融状态注入型腔； b，熔融塑胶必须具有足够的压力和速度，以保证能及时充满型腔。注塑机必须具备塑化、注射和成型三个基湖南工业大学本科生毕业设计（论文） 3 本功能。注塑机主要由注射装置和锁模装置两大部分组成。注射装置的主要功能是完成塑料的塑化和注射。因此注射装置应具有塑化良好、计量精确，且在注射时能给熔融塑胶提供足够的压力和速 度。锁模装置应确保模具能可靠开合，使模具完成成型的基本功能。锁模装置还应具有足够的锁模力，以防止注射时，高压熔体将模具撑开，使制品产生溢边或精度下降。 塑料的塑化 注塑中的塑化过程是将固体状的塑料粒料（或粉状料）经过加热、压实、混炼，使之转变为均化的黏流态的过程。所谓均化，是指将塑料熔体混合起来，使温度达到均匀分布，并使塑料熔体具有均匀的密度，黏度和成分。因此在塑化过程中，最重要的是应该保证塑料熔体 能达到要求的温度，并能保证塑料熔体的温度具有最大的均匀性。所以 影响塑化过程的重要因素是热量导入和 转换条 件 5。由于本文只涉及到螺杆式注塑机，所以下面我们来介绍一下螺杆式塑化过程。 螺杆式塑化过程 塑料通过转动的螺杆的输送作用，不断沿螺槽方向向前运动。塑料在这种运动的过程中，经历了料筒的加热、螺杆摩擦热及剪切热的共同作用，逐步受热软化，最后成为熔体（即处于熔融黏流状态）。熔体在螺杆的转动作用下被推至螺杆头部并储存在料筒前端的头部（即存料区），随着存料区熔体的增多，熔体在存料区内占用的空间也逐步变大，存料区中熔体对螺杆产生反作用力，反作用力作用于螺杆上推动螺杆往后退，螺杆能否后退及后退速度 的大小取决于螺杆后退所要克服的各种阻力的大小（如摩擦阻力、注射油压缸内工作油的回泄阻力即注射油缸的背压）。螺杆后退至一定距离后，停止转动，存料区总熔体体积也就确定下来，此时预塑计量过程便结束。注射时，螺杆作轴向移动，将存料区中经计量好的熔料射入模腔中。 综上所述，塑料在注塑螺杆中的塑化过程分为三段，依次为固体输料区、熔融区、熔体输送区。注塑螺杆的塑化过程主要发生在螺杆的熔融区。塑料熔体在螺槽内作横向流动，使塑料熔体在螺槽内产生翻转运动并形成环流，这样就促进了物料的混合，所以在径向上熔体温度可达到很大程度的均 匀性。 注塑螺杆工作时一边转动一边后退，注塑螺杆的塑料过程是螺杆轴向后退移动的计量过程，螺杆的后退使螺杆的有效工作长度减短，这样塑料在注塑螺杆的一次塑化湖南工业大学本科生毕业设计（论文） 4 过程中，先前和其后加入的塑料所受的热经历就存在明显差异。因为注塑螺杆的塑化能力随螺杆有效工作长度的缩短而逐渐下降，同时塑化了的熔体温度沿螺杆轴向长度上的分布是不均匀的。在轴向上仍然保持一定程度上的不均匀性。 注塑过程 已塑化的塑料以熔融状态储存于机筒的存料区中，在螺杆注射压力的作用下，熔料以一定的速率流经机筒、喷嘴、模具浇注系统等处儿注入模腔中 。螺杆注射时作用在熔料上的压力因要克服熔料所流经的各部分流动阻力而逐渐下降。熔料能否充满型腔，主要取决于注射压力、注射速率、熔料温度、模具温度、浇口及喷嘴的形状与尺寸等因素。在其他工艺条件一定的情况下，熔料所能流过的路程长短，主要取决于熔料的压力和流动速度。 熔体在喷嘴区中的流动 喷嘴是注塑机的机筒于模具之间的连接装置 ， 当注射时，在螺杆推力的作用下，熔体以很高的流动速度通过喷嘴而流入模腔。当熔体以高速流经小孔径的喷嘴时，会受到很大的剪切作用，此时有部分压力能经阻力损失而转变成热量，使熔体 温度上升，并起到进一步塑化和均化的作用。此外，另一部分压力将转变成速度能，使熔体流速加快。因此，喷嘴结构及尺寸影响注射时熔体的压力损失和温度变化。 熔体在模腔中的流动 在塑料的注塑过程中，模腔压力随注射时间的变化而变化。由于影响模腔压力大小和分布的因素很多，诸如注射装置的类型、制品和模具结构、成型工艺条件等。所以在加工同一制品时，所使用的注射压力相差很大。成型制品的质量与熔料在注塑充模时的状态有密切的关系，而充模压力则是描述熔料流动及其状态变化的重要参数。 根据注射过程模腔压力的变化情况 ，把注射过程划分为如下几个阶段： （ 1） 充模阶段：塑料熔体经浇口注入模腔内并逐步充模模腔。 （ 2） 压实阶段：在注射压力的作用下，把模腔内的熔料压实增密，模腔压力急剧上升至最大值。 （ 3） 保压阶段：模腔内物料因模具的冷却作用而产生收缩，在保压压力作用下，少量的熔体流入模腔进行补料增密，此阶段的模腔压力开始缓慢下降。 湖南工业大学本科生毕业设计（论文） 5 （ 4） 倒流阶段：此阶段只发生在模具浇口没有封闭，而保压时间提前结束时的情况，此时模腔内高压熔体将向外倒流，模腔压力快速下降，直至浇口封闭时为止。 （ 5） 冷却阶段：因浇口已封闭，此时没有熔料进入或倒 流出模腔，模腔压力随冷却而逐步下降，直至开模顶出制品为止。 开模顶出制品 开模顶出制品是成型周期的最后一个阶段。开模顶出时间是影响注塑机生产效率的关键因素之一，同时对制品顶出后的后续变形和尺寸稳定性有着重要的影响。 对于非结晶型材料，确定开模顶出制品的时间应同时满足以下两个条件： （ 1） 压力条件：开模顶出时，模腔内压力应为零。 （ 2） 温度条件：模腔内制品截面的温度情况决定了制品的冷凝层厚度，为了提高制品尺寸稳定性 ， 应把中心层温度达到玻璃化温度时的时间作为确定开模顶出时间的另一个条件。 注塑 术理论 注塑 术就是根据塑料加工流变学和传热学的基本理论 ,建立塑料熔体在模具型腔中流动、传热的物理模型 ,并利用计算机理论构造其求解方程 ,最终利用计算机图形学技术在计算机屏幕上形象、直观地模拟出实际成型中熔体的动态充填、保压和冷却过程等 ,定量给出成型过程中的状态参数如压力、温度、速度 等 6。 性力学和计算机技术采用有限元计算方法来模拟整个注塑过程及这一过程对注塑成形产品质量的影 响 7。 件将试验数据用两种公式表示，变成计 算机能够处理的数据形式，见式 (1)、式 (2)。 = (1) 其中，为粘度； 为剪切率； 为粘度系数； 为剪切系数； =2X+456 (2) 式中： 为粘度； 个系数 湖南工业大学本科生毕业设计（论文） 6 该软件用三维有限元迭代法来预测熔融体流动路线，即熔融体从模具浇口流动到模腔内最后充满的那一点的路线它通过对模具型腔进行液体的有限元网格 划分，取得熔融体流动前锋位置的节点，计算时从原点已经计算出来的熔融体前锋某一节点开始，向与节点相连的另一组节点过渡 。 在计算过程中，自动调整迭代参数以及其他相关系数来求解非牛顿流体、非等温状态下的流动方程和热传递方程，完成一次计算，熔融体流动前锋的位置向前增加一点，最后模拟出熔融体的流动充型过程 。 它可以模拟塑料制品在注塑成形过程中的流动、保压和冷却过程以及预测制品中的应力分布分子取向收缩和翘曲变形等，帮助设计人员及早发现问题，及时修改模具设计，提高一次试模成功率，帮助企业缩短产品上市周期，增强市场竞争能 力 8。 论文 主要任务 本课题的主要工作有以下几方面： 1）运用三维软件 进行手机外壳建模，并且将手机外壳模型转化成 式； 2）了解成型 手机外壳所用材料的特性参数； 3）运用 件对手机外壳模型进行浇口位置分析，得到成型的基本参数； 4）对手机外壳模型的进浇位置进行优化，并进行分析，分析结果，选出进浇位置最佳的方案； 5）以第四步优化后选出的进浇位置方案为进胶点，建立浇注系统和冷却系统，以保压力，熔体温度，冷却时间为变量进行正交实验，优化工艺参数，以获得翘曲量最小的工艺参数方案。 湖南工业大学本科生毕业设计（论文） 7 第 2 章 手机外壳建模 手机产品造型 在传统的异型产品设计、模具设计和加工当中 ， 往往是根据经验设计零件外形 ， 通过手工做模来进行模具设计和加工 、 加工出来的产品 ， 往往一次不能满足要求 。 这就要求不断修改产品设计 ， 从而导致修模 ， 甚至整个模具报废 ， 致使产品开发周期加长 ， 成本大大增加 ； 采用最新 可以大大缩短产品研究周期、模具设计和加工周期 ； 提高产品设计的准确性 ,降低产品开发和模具成本。 开发 它是新一代的产品造型系统 ，具有参数化设计 ， 三维实体模型 ， 特征驱动和单一数据库功能等特性。 具备概念设计、基础设计和详细设计的功能 ， 为模具的集成制造提供了优良的平台。它有如下功能 :特征功能 ； 参数化 ； 通过零件的特征值之间 ； 载荷 /边界条件与特征参数之间的关系来进行设计 ； 支持大型、复杂装配件的设计 ； 贯穿所有应用的完全相关性 ， 即任何一个地方的变动都将引起与之有关的其它功能变动。 型前工作设定 下面就以手机壳为例具体讲述 术在手机产品设计中的应用 ； 手机产品的三维造型设计。基本思路是由点线面实体 ； 采用基于参数 化、特征的三维实体造型技术完成整个产品的 设计 9， 10。 在造型前 , 在硬盘上设立相应的工作目录 ， 之后在新建的零件目录下进行相应的设置 ， 具体有下列项目 ： 绘图精度的设定、单位设定、公差设置等 ， 具体的数据可视情况而定。 体的创建 起先在基准平面下进行草绘 ：建立中心线，绘矩形 1355 运用拉伸工具，拉伸高度 30生成最初模型 长方体 ； 在长方体直接采用切减或绘制一定的 曲面外型合并再切减生成具体外型 ， 再进行相应的倒角；运用壳特征进行抽壳，使得变成有一定厚度的壳体； 在此基础上运用打孔 或者拉伸工具 ， 并利用阵列等特性绘制手机按键 ； 屏幕区的绘制切除 ， 不同的特征有不同的绘制方法 ， 可根据自己所绘湖南工业大学本科生毕业设计（论文） 8 实体相应变动 ， 总之具体方法大同小异 ， 只是曲面的绘制有难易而已。对曲面特征的修改也是必不可少的 , 因为对于工业产品来说 , 一步到位是非常困难的 ,， 需要不断地修改 ； 具体修改可借助 E 的参数化功能 ， 快速对手机壳子模型做修改 ， 其操作非常方便。 手机外壳体三视图： 图 机外壳三视图 体造型的特征分析与优化设计 对工业产品来说 ， 除了外观上的考虑 ， 还要对其特性做一些分析 , 如模块的体积、表面积、重心等 ， 也需要对模型中的点、线、面的位置特点做一些分析 , 具体步骤如下 ： 在菜单栏的 选取要分析的内容进行分析。接下来针对手机壳子作最优化设计 , 目的是通过控制壳体的厚度来达到规定的模型质量。其具体步骤 ： ( 1) 选取最优化参数的具体数 据 ； ( 2)设置具体的优化参数 ； ( 3) 设置可控制的尺寸参数 ； (4) 通过软件 优化 ， 获取优化结果 ； ( 5) 根据需要再次优化 计。 湖南工业大学本科生毕业设计（论文） 9 第 3 章 手机外壳注射成型预分析 分析的基本流程包括建立新的工程项目，导入 型，划分网格，诊断和编辑网格，选择分析类型，选择成型材料，选择浇口位置，工艺参数 采用默认 ，创建冷却系统，然后开始分析，最后生成分析报告。由于是初步成型分析，所以在成型工艺参数设置过程中均保留程序默认设置 。 产品成型条件 在上述 e 软件建模 的基础上 ,并删除不必要的细节如倒角 ,通过 e 软件的导出工具，将手机外壳模型转变为 式 ；运行 件 ，将转换好的 行分析 。 材料 选择 ： 标准材料库中的 2950 料名称为：丙烯腈 乙烯共聚物 C，属于无定型塑料。此 表 3热容 J/ ) 玻璃化温热 扩散率 ) 泊松导系数 (m ) 弹性模 量 E(泊松比 ， u 导热系数 K(w 1870 144 03 材料在 (a)模具温度范围在60 82 ，推荐值为 7l ； (b)熔体温度范围在 248 285 。推荐值为 267 ，最大为 325 。另外，此材料最大剪切应力为 大剪切速率为 40000(1/s)。 综合考虑注塑件尺寸和计算效率 ,采取 格进行分析 ,设置 击 可生成有限元模型 ,见图 型导人 于本实例利用了 面 )网格进行划分。 格是双层面网格，它创建在模型的上、下 2 层表面上，一般用于薄壁实体模型的分析。双层面网格采取了一系列相关的算法，将沿中面流动的熔体转化为上、下表面协调流动的双股流 9不过它必须将所有表面网格的节点进行厚度方向上的匹配，低于 50的匹配率将会导致分析失败。 湖南工业大学本科生毕业设计（论文） 10 图 品有限元模型 然后用 网格状态统计 )命令查看网格的状态信息 ,结果如下 : 三角形单元 13960 个 ,节点单元 6938 个 ,连通域 1 个 ,交叠边数量 0 个 ,表面积 与 体积为 表面积为 基本一致。在自由边、交叉边和纵横比方面有些缺陷 ,可以用然后进行注塑分析。 图 切速率 黏度曲线 湖南工业大学本科生毕业设计（论文） 11 如图 一种温度对应不同的颜色和图标形状），黏度和剪切 速度的关系。在相同温度下，剪切速率越高，塑胶黏度越低；剪切速率相同时，温度越高，塑胶黏度越低。单击对话框左下角的查询按钮 ，当温度为 285 ，剪切速率由 0000度由 s 降至 s；在剪切速率接近 100 温度由 285 降至 时，黏度 由 s。所以在注射过程中，增加剪切率和 提高 熔体温度都是降低熔体黏度、改善塑胶流动性的途径。 图 线 如图 （每一种载荷对应不同的图标形状），温度和体积比容的关系。在相同载荷下，塑胶体积会随着温度的升高而膨胀；温度相同时，载荷越大，塑胶的体积越小。单击对话框左下角的查询按钮 ，当载荷为 100度由 25 升至 285 时，塑胶的体积也 g 由变为 g；不变，载荷由 0加至 200，塑胶的体积由 g g。在注射过程中，塑胶的体积会随着温度的降低而收缩；保压阶段在保压压力补缩的作用下降型腔 内的塑胶压实；位置塑胶的体积不变；冷却阶段和开模后，在温度由高温降至室温这一段时间内，塑胶产品会继续收缩，直至产品尺寸稳定为止。 湖南工业大学本科生毕业设计（论文） 12 佳 进浇位置 预 分析 为了更好地设置浇口位置，利用 分析类型中 设为 “浇口位置” ，进行浇口位置分析。 实验步骤 : 1) 打开电脑，运行 2) 点击“文件”，“新建工程”，输入工程名称； 3) 点击“文件” ,“导入”，选择手机模型文件，点击“打开”，手机外壳模型导入 4) 选择材料，材料类 型为“ 2950 5) 选择分析类型，点击“分析”，在下拉菜单中选择“浇口位置” 6) 工艺参数采用默认； 7) 以上参数设置好后，点击“立即分析” ， 软件就开始进行分析。 图 分析最佳浇口位置 如图 据此分析结果，我们可以来分析制品的最佳进浇位置 （节点 262） 。在实际工作中，对模具设计者而言，经验往往占据着主导性，但是光凭经验来进行设计，是不能完全具备说服力的，所以我们应该借助软件的分析， 再辅以足够的成型经验，那么我们的一定能得到最佳优化结果。 可以看出，蓝 色处属于最佳进浇点位置，浅蓝色和绿色处稍差些，红色处位于制件 边缘，充型长度较大且流动不平衡，比较差。 湖南工业大学本科生毕业设计（论文） 13 佳浇口位置成型分析 在上述的分析中，得到 件分析的最佳浇口，预分析的浇口选择节点262 作为浇口位置， 建立浇注系统，运用建模 工具 ，先建立点，再建立线，最后进行网格分析， 浇注系统如图 。 图 注系统 冷却系统采用两排冷却水管，水管数为 8支，直径为 8 离制品的距离为 20水管之间的距离为 15却水管超出产品外 5 。 图 却系 统 湖南工业大学本科生毕业设计（论文） 14 析 结果 分析结果主要有填充时间、速度 /压力转换时的压力、气穴及熔接痕等。 实验步骤 如下 : 1） 打开电脑，运行 2） 点击“文件”，“新建工程”，输入工程名称； 3） 点击“文件” ,“导入”，选择手机模型文件，点击“打开”，手机外壳模型导入 4） 建立浇注系统如图 置浇口； 5） 选择材料，材料类型为“ 2950 6） 选择分析类型，点击“分析”，在下拉菜单中选择“冷却 +流动 +翘曲”； 7） 建立冷却系统，按照图 工艺参数采用默认； 8） 以上参数设置好后，点击“立即分析”；软件就开始进行分析 ； 图 充时间 图 （论文） 15 如图 示，手机前盖是在 时间内完成熔体填充，熔体从浇口往两边同时流动。红色区域为最后填充区域，话筒部分和听筒部分的填充时间 有一定 ，这说明 不 能够保证填充平衡。如图 示，转换点浇口压 力为 中浇口位置的压力在通过转换点后有 低为保压压力 此压力控制下继续充满整个型腔，然后进入保压阶段。如图 示，分析预测的产品上气穴非常明显，熔接痕也很明显，这样的模拟结果很不理想，在实际生产如真的产生这样的气穴和熔接痕，那么制件会很容易发生断裂现象。因此，在进一步的 优化 分析中需要努力修缮这些缺陷。 析 结果 冷却分析用来分析模具内的热传递，主要包含塑件和模具的温度、冷却时间等。段对制件质量影响非常大， 冷却的好坏直接影响着制件的最终表面质量、制件残余应力和结晶度等。冷却时间的长短决定了制件脱模时的温度和成型周期的长短，直接影响到产品成本的高低。 图 却剂温度 图 件最高温度图 湖南工业大学本科生毕业设计（论文） 16 图 件冷凝时间 图 却剂流速 如图 示，冷却介质最低温度与最高温度之差为 ，而最高温度与室温差不多，也就是说，整个冷却系统模拟所产生的效果是比较理想的。如图 示，制件的最高温 度为 ，这比制件顶出时的默认设置温度 90 小得多，说明 冷却 有很大的调节空间 。图 3示为制件冷凝时间，图 3示为冷却剂流速，这些数据可以作为调整工艺参数时的参考数据和判断依据。 湖南工业大学本科生毕业设计（论文） 17 第 4 章 进浇位置优化 填充分析主要根据动态的填充结果来查看填充行为是否合理，填充是否平衡，能否完成对制件的完全填充等。避免出现短射以及流动不平衡等问题，同时尽可能采用较低的注塑压力、锁模力，以降低制件生产对注塑机的参数要求。浇口位置和数目对流动平衡影响很大，对于复杂制件，往往无法确定 合适的浇口位置和数目以保证型腔内的流动平衡，利用流动分析，可以很快地预测到不同浇口位置和数目对流动平 衡的影响 11。 浇位置设计方案 浇口数量的多少影响产品的成型质量， 浇口数量较多，熔体在型腔中流动的流程较短，所需注射压力较低，但可能会使熔接痕的数目增多；相反，如果浇口数量较少，尽管熔接痕的数目可能会减少，但由于流程较长，所需的注射压力较高，制品内的残余应力也相应增高，并可能会导致注塑件产生翘曲变 形 12， 13。 根据产品的表面质量和使用要求，按照前面分析得出的最佳浇口位置，根据产品和模具设计 要求， 设计 了 6种不同的浇口方案。 方案 1 单浇口 浇口位于预分析得到的最佳浇口位置 （节点 262） 。 方案 2 双浇口 浇口分别设在预分析的最佳位置 （节点 262） 和听话筒固定柱内 （节点 4798） 。 方案 3 三浇口 浇口分别设置在预分析的最佳位置 （节点 262） ，听话筒固定柱内 （节点 4798） 和按键固定板 下边缘中点 （节点 2038） 上。 方案 4 三浇口 浇口分别设置在 显示屏的下边缘 左侧（节点 204） ，听话筒固定柱 外（ 2283） 和按键固定板 下边缘 右侧 上 （节点 3079）。 方案 5 四浇口 浇口分别设置在 按键固定板边缘（ 节点 1046），按键固定板（ 节点 1951）， 听话筒固定柱 边（节点 4610） ，支撑 固定板 边缘左侧 上 （节点 1836） 。 方案 6 四浇口 浇口分别设置在 按键固定板边缘（ 节点 3048），按键固定板（ 节点 2283），