毕业设计报告-模流分析报告

1、 The Molding CAE for the Plastic Product of Mobile Charger Rear Shell and Design & Manufacturing of Mold系 部 模具技术系 专 业 模具设计与制造 班 级 模具0838班 学生姓名 丁宝健 学 号 20813806 指导老师 张金标 莫建华 2011年 4 月15 日 摘要：该毕业设计根据企业的需要，课题为手机充电器后盖塑件成型CAE及模具设计制造。该文首先介绍了我国塑料模具的现状、发展趋势及我国塑料模具发展的新技术，着重介绍了模具CAD/CAE/CAM技术及其应用情况。其次围绕手机充电器后

2、盖塑件进行成型CAE分析，对注塑成型模具进行了设计，其主要内容包括：针对制品的结构特点，确定模具的型腔数目、分型面以及脱模机构。选择合理的浇注系统和冷却系统。分析并设计注塑工艺，制定合理的注塑工艺流程，正确选用注塑设备。然后查阅模具设计手册，选择模架，确定模架的结构尺寸，完成模具的总体设计。利用UG NX软件对零件进行三维造型, 并实现零件的三维装配，同时充分利用计算机绘图软件对零件进行设计, 形成了整套注塑模具CAD图。最后讲述了塑料模具的制造：模具的生产过程、模具零件的主要加工方法及数控加工程序编制。该毕业设计使得作者对模具整个设计与制造过程有了更深的理解。关键词：注塑成型 优化 CAD/

3、CAE/CAM 模具设计 模具加工 工艺Abstract: Based on the requirements of daily life, the topic of this diploma project is The Molding CAE for the Plastic Product of Mobile Charger Rear Shell and Design & Manufacturing of Mold. First, the article introduced the present situation of plastic mold, the trend and new

4、technology of the development in our country. Emphasize introduce the technique of mold CAD/CAE/CAM and its application. Second, it carries on the CAE for plastic product of mobile charger rear shell molding and the design of mold. Its primary coverage includes: According to the construct features o

5、f the product, numbers of mold cavities and the parting surface and the demoulding machine are determined. Reasonable pouring channel and cooling systems are selected. And then injection technology is analyzed and technology process is made reasonably and the injection equipment is selected correctl

6、y. A mold carrier is selected by looking up mold handbook and the die carrier construct size is determined. At last, the global design of the mold. And drawing software is used to design parts, and a series of CAD drawings are completed. Then 3D drawing of parts is designed by UG NX and 3D assembly

7、of parts is carried out. Finally the article narrated the manufacture of plastic mold: the production process, the main processing method and has carried on the analysis to the typical components processing craft and CNC Machining and the production of injection molding process. Through the project

8、of the mold, the overall process of the design has been clearly and directly known.Key word: injection molding; optimize; CAD/CAE/CAM; mold design; mold manufacturing; process 目 录引言5第1部分 模流分析报告81.1 基础理论知识81.1.1 注塑模CAD/CAE/CAM技术81. 注塑模CAD/CAE/CAM系统组成82 注塑模CAD/CAE/CAM系统的运用过程及特点81.1.2 Moldflow软件技术应用111

9、Moldflow 软件概要112. Moldflow Plastic Insight（MPI）认识121.2 制件分析131.2.1 制件结构分析131.2.2 制件材料分析151. 物料性能152. 成型性能151.3 模流分析模型准备161.3.1 模型简化161.3.2 网格模型诊断修复171. 网格划分与统计172. 纵横比诊断及修复183. 其他网格缺陷的诊断修复191.4 浇口位置方案优化201.4.1 初始方案201.4.2 优化方案211.4.3 结论221.5 保压、冷却工艺方案优化231.5.1 初始方案231初始方案设定232初始方案部分分析结果231.5.2 优化方案2

10、51优化方案设定252. 优化方案部分分析结果263. 方案优化前后质量控制参量对比271.5.3 结论28第2部分 模具设计说明书302.1 产品成型总体方案确定302.1.1 制件成型方法选择302.1.2 模具布局方案的确定302.2 注塑设备的选择302.2.1 计算塑件的体积和重量302.2.2 选择设备型号、规格、确定型腔数302.3 浇注系统设计312.3.1 确定成型位置312.3.2 分型面的选择312.3.3 浇口套的选用322.4.4 流程比的校核322.4 脱模机构的设计332.4.1 顶出机构332.4.2 脱模力的计算332.5 侧向抽芯机构的设计332.5.1 抽

11、拔距与抽拔力的计算341. 抽芯距的计算342. 抽芯力的计算342.5.2 抽芯机构的设计351. 滑块与滑块槽的设计352. 定位装置的设计363. 斜导柱的设计与计算362.6 温度调节机构的选择362.6.1 模具温度调节对塑件质量的影响362.6.2 冷却系统的设计原则372.6.3 冷却装置的布置如下372.7 注射机有关工艺参数的校核382.7.1 注射量的校核382.7.2 锁模力与注射压力的校核381. 锁模力的校核382. 注射压力的校核392.7.3 材料厚度与注射机开模行程的校核391. 材料厚度的校核392. 注射机开模行程校核392.8 成型零部件的设计与计算机构形

12、式392.8.1 成型零部件的结构形式391. 凹模的结构设计392. 型芯的结构设计392.8.2 成型零部件的工作尺寸的计算402.9 模架、支承与连接零件的设计与选择412.9.1 定模座板（400mm500mm30mm）412.9.2 定模板（330 mm500mm80mm）412.9.3 动模板（330mm500mm100mm）412.9.4 动模座板（400mm500mm30mm）412.10 合模导向与定位机构的设计412.10.1 导柱导向机构422.10.2 导向孔、导套的结构及要求422.10.3 导柱布置422.11 排气与引气系统422.11.1 排气系统的作用及气体来

13、源422.11.2 排气系统的设计要点422.11.3 本方案的排气方式42第3部分 模具加工工艺与使用维护方案443.1 模具型芯零件加工工艺方案443.1.1 工艺路径443.1.2 加工工艺卡443.1.3 数控铣削加工编程481. 粗加工工艺482. 精加工工艺493. 清根加工工艺504. 后处理生成加工程序513.2 模具装配工艺方案533.2.1塑料模具装配与调试的基本工作流程533.2.2 模具装配工艺流程543.3 模具的安装与调机要点553.3.1 模具安装与调机553.3.2 调试问题解决要点563.4 模具使用维护要点573.4.1 模具使用573.4.2 模具的维护5

14、8第4部分 科技英文资料中文翻译614.1 英文技术文章Theory: Cooling Overview614.2 中文翻译原理：冷却综述70第5部分 毕业设计总结775.1 毕业设计工作体会775.2 毕业设计工作安排775.3 工作进程管理785.4 技术路径和解决方案785.4.1 技术路径785.4.2 系统问题解决方案80致 谢81参考文献82附件 模具图纸82引言近年来，我国塑料模具工业水平已有较大提高。大型塑料模具已能生产单套重量达50t以上的注塑模，精密塑料模的精度已可达到3m，制件精度为0.5m的小模数齿轮模具及达到高光学要求的车灯模具等也已能生产，多腔塑料模已能生产一模78

15、00腔的塑封模，高速模具方面已能生产4m/min以上挤出速度的高速塑料异型材挤出模及主型材双腔共挤、双色共挤、软硬共挤、后共挤、再生料共挤出和低发泡钢塑共挤等各种模具。在生产手段上，模具企业设备数控化率已有较大提高，CAD/CAE/CAM技术的应用面已大为扩大，高速加工及RP/RT等先进技术的采用已越来越多。模具标准件使用覆盖率及模具商品化率都已有较大幅度的提高，热流道模具的比例也有较大提高。三资企业蓬勃发展进一步促进了塑料模具设计制造水平及企业管理水平的提高。国外注塑成型技术在向多工位、高效率、自动化、连续化、低成本方向发展。并且先进工业国家在链条与模具生产中均采用了可靠性设计以及CAD/C

16、AM技术，开发新品速度快、精度高，质量较有保证。国际著名商品化三维CAD/CAM系统，如美国的UG、Pro/E、Solid works、MDT等均陆续在模具界得到应用。UG公司开发了同类型的模块UG/mold wizard。目前发达国家模具标准化程度达到50%以上，并有完善的标准系列，包括零件标准和模架标准，国际标准化组织已制订了国际模具系列标准，标准件品种多，规格全，质量高，而且全部均已商品化。塑料成型模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、精密、长寿命模具在模具总产量中所占比例越来越大，模具的发展趋势正在朝塑料模的高效率自动化、大型塑料模具、高精度塑料模具和模具计算机辅助设计（

17、CAD）辅助工程（CAE）方向发展。模具行业是一个高新技术密集型，且又十分重视经验的行业。随着近代工业的飞速发展，塑料制品的用途日益广泛，注塑模具工艺得到空前的发展，依靠人工经验来设计模具已经不能满足需要，企业越来越多地利用注塑模流分析技术来辅助进行塑料模具的设计，指导塑料成型生产。模塑CAE技术是多学科相互交叉的产物，既包含数理计算方法，又加入了诸多资深工程师的经验。模塑CAE分析是优化模具设计与产品成型工艺的最佳途径。利用这类软件，设计人员可以仿真出塑料成型过程中的充填、保压、冷却及脱模后的翘曲变形等过程及结果，准确预测塑料熔胶在模腔内的流动状况，温度、压力、剪切应力以及体积收缩等变量在整

18、个充填过程中某瞬间的分布情况。利用注塑模流分析技术，能预先分析模具设计的合理性，减少试模次数，加快产品研发速度，提高企业生产效率。其优点更体现在产品全寿命周期管理（PLM）中。在设计注塑制品时，能够在保证塑件成型的前提下，优化制品的厚度设计，合理进行材料的选择。从而降低注塑材料、注塑模具的生产成本，加速产品上市速度，增强产品竞争力。在设计注塑模具时，可优化型腔及浇注系统的布置，确定流道、浇口的尺寸，并可根据分析得出的收缩率，确定模具的型腔、型芯尺寸，预估注射压力和锁模力，以利于选择合适的注塑机，保证塑件成型质量，降低注塑机使用成本。在产品决策时，可根据分析结果合理确定注塑制品的成型周期，并结合

19、材料价格和注塑机运作情况，正确预测注塑制品的生产成本和产品价格，提高决策的可靠性。在制定注塑工艺时，可优化注射压力、注射时间、保压时间、模具温度、熔融树脂温度及制品脱模温度等工艺参数，从而优化成型工艺，减少试模费用，降低塑件成本。注塑模具是塑料成型加工的重要装备，近年来，随着计算机技术的蓬勃发展及其向各个领域的不断渗透，国内绝大多数的现代化模具及塑料生产企业都非常重视计算机辅助技术的应用，基本淘汰了传统的生产方式。利用现代的设计理论，并结合先进的计算机辅助技术进行注塑模的设计和改进，能够大幅度提高产品质量，缩短研发周期，降低生产成本，提升企业的核心竞争能力。随着工业生产的飞速发展，新产品的不断

20、涌现，对模具的设计与制造速度、加工质量，提出了更高的要求，即要求以最短的周期、最低的成本来完成这一工装准备工作，以加速新产品投产及产品更新换代，提高经济效益及竞争力。在现代工业生产中，模具的应用日益广泛，已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。模具工业的水平和发展状况已被认为是衡量一个国家工业水平的重要标志之一。作为注塑成型加工的主要工具之一的注塑模具，在质量、精度、制造周期以及注塑成型过程中的生产效率等方面水平高低，直接影响产品的质量、产量、成本及产品的更新换代，同时也决定着企业在市场竞争中的反应能力和速度。本课题是手机充电器后盖塑件成型CAE及模具设计制造，课题来源于常州TSK精密注塑

21、有限公司。本毕业设计首先对塑件进行三维造型针。根据制件及技术要求，进行浇口位置分析、成型窗口分析、充填分析，进行结果解析，预测产品质量缺陷；进行模具布局设定，初步确定冷却方案及工艺参量设定，进行冷却分析、流动分析、翘曲分析，进行结果解析；优化浇注系统、模具冷却方案、工艺参量设定，进行冷却、流动、翘曲分析，解析分析结果。确定最终优化模具方案及成型工艺方案，预测产品质量，制定注塑成型工艺卡。在进行模具结构设计时，首先对塑件进行结构工艺性分析。该塑件形状不规则，有侧孔及内部有凸台，所以加工有一定的难度。且采用的是PC材料，它具有成型性好，收缩率较大，力学性能好等特点。由于手机充电器后盖塑件为日常生活

22、用品，内部的圆柱凸台是用来定位的，所以要求型腔的加工位置精度要高。根据塑件的结构工艺特点，进行模具结构设计。在选择注塑机时，主要从注射量、锁模力等方面进行考虑；并确定注塑工艺流程，编写注塑工艺流程图。接着对各个系统进行设计，如浇注系统、排气系统、推出系统及冷却系统等。通过对模具的结构设计，利用UG NX对零件进行三维造型和模具装配设计，绘制模具的装配图和一系列零件图。对主要成型零件，制定零件加工工艺卡，应用CAM对成型零件进行粗精加工程序编制，进行模具凹型腔仿真加工，采用合理的加工工艺路线，对模具的装配工艺进行分析，编写模具装配工艺流程。毕业设计报告手机充电器后盖塑件成型CAE及模具设计制造第

23、1部分 模流分析报告第1部分 模流分析报告1.1 基础理论知识1.1.1 注塑模CAD/CAE/CAM技术1. 注塑模CAD/CAE/CAM系统组成 CAD/CAE/CAM系统是一门综合技术。CAD/CAE/CAM 的含义分别是：CAD(Computer Aided Design) 计算机辅助设计；CAE(Computer Aided Engineering) 计算机辅助工程；CAM(Computer Aided Manufacturing) 计算机辅助制造。目前，市场上CAD/CAE/CAM软件、硬件品种繁多，但现在还没有一套专业的、集成化的注塑模CAD/CAE/CAM系统。绝大多数企业使用

24、的CAD/CAE/CAM系统是企业根据自身的技术特点、资金情况，从市场上采购合适的CAD/CAM通用机械软件和专业的注塑模CAE分析软件配套集合而成的。一套注塑模CAD/CAE/CAM系统一般由硬件系统和相应的软件系统组成的，如图1-1所示。注塑模CAD/CAE/CAM系统注塑模CAD/CAE/CAM软件系统专业应用软件系统软件辅助软件注塑模CAD/CAE/CAM硬件系统辅助设备数控加工设备计算机图1-1 注塑模CAD/CAE/CAM系统基本组成2 注塑模CAD/CAE/CAM系统的运用过程及特点 注塑模CAD/CAE/CAM系统是一个有机的整体，整套系统与企业的人才、技术相结合，最终将决定企

25、业的生产效率和产品质量。其中的技术因素主要是企业在模具方面多年积累的知识、经验和技巧。（1）传统的模具设计与制造过程 传统的模具设计与制造过程如图1-2所示。产品设计和模型构建模 具 设 计模 具 制 造试 模、修 模注 塑 生 产制图工具、基本加工设备、注塑机、设计制造人员图1-2 传统模具设计制造过程1）产品设计和模型构建。模具设计人员根据用户提供的资料（一般包括三种类型的资料，第一种是产品样件，第二种是图纸，第三种既有产品样件又有图纸，但需要修改样件模型），构建产品模型，绘制详细的产品图纸，计算加工材料的收缩率，为模具设计做好准备。2）模具设计。根据上述产品设计结果来确定注塑机型号、型腔

26、数量、型腔排列、分型面和抽芯机构等，同时要设计浇注系统、冷却系统、顶出系统、排气系统及导向系统等，确定模架等标准件，选用模具材料，绘制模具装配图和主要零部件图纸。3）模具制造。在模具装配图及零部件图绘制完成之后，根据设计图纸，经过一系列的加工、制造和装配过程，完成模具的制造。4）试模、修模。在模具制造装配完成之后，需在事先选定的注塑机上进行试模。如果试模顺利，就要对产品形状、尺寸进行校验，检查产品与设计要求的符合程度；如果在试模时发现模具本身存在问题，那么模具就要送回模具车间进行修模处理，直到试模成功，打出合格的产品。修模、试模是一个十分繁琐、复杂的过程。在许多情况下，还涉及到模具设计方案的修

27、改，需要对模具结构进行较大的改动，造成反复的修模、试模。需要注意的是，反复的修模会造成模具内部质量的变化（如出现内应力等），导致模具的整体性能降低，致使塑料制品质量不能达标，存在着模具全部报废的可能性。（2）基于CAD/CAE/CAM系统的模具设计与制造过程 传统的设计、制造方法存在着诸多弊端。随着计算机技术的日益发展，CAD/CAE/CAM技术在现代模具设计生产中得到广泛的应用，使用该技术不仅能够提高一次试模成功率，而且可以使模具设计和制造在质量、性能及成本上都有很大程度的提升。图1-3所示为使用CAD/CAE/CAM技术进行模具设计与制造的基本过程。YESNONOYES模具经验数据库系统模

28、具加工（CAM）试 模 生 产实物样件或工程图纸三维造型（CAD）产品真实感效果评价模具设计（CAD）模具工程分析（CAE）图1-3 基于CAD/CAE/CAM系统的模具设计与制造1）计算机辅助设计（CAD）。计算机辅助设计系统由硬件和软件组成。硬件包括计算机及其外围设备。软件包括系统程序、专业应用程序和各种辅助程序。注塑机计算机辅助设计过程主要包括以下两个环节。 在样品或图纸基础上利用CAD软件进行三维造型。 在真实感效果评价满意的基础上进行模具设计。2）计算机辅助工程分析（CAE）。CAE技术是一门以CAD/CAM技术水平的提高为发展动力，以高性能计算机和图形显示设备为发展条件，以计算力学

29、中的边界元、有限元、结构优化设计及模态分析等方法理论为基础的一项较新的技术。注塑成型过程中，塑料在型腔中的流动、成型与材料的性能、制品的形状尺寸、成型温度、成型速度、成型压力、成型时间、型腔表面情况和模具设计等一系列因素有关。因此，对于新产品或一些形状复杂、质量和精度要求较高的产品，即使是具有丰富经验的工艺和模具设计人员，也很难保证一次性成功地设计出合格的模具。利用CAE技术，在模具基本设计完成之后，进行注塑成型分析，发现设计中存在的缺陷，从而保证模具设计的合理性，提高模具的一次试模成功率，降低企业的生产成本。注塑成型CAE分析的内容和结果为模具设计和制造提供可靠、优化的参考数据，其中主要包括

30、： 浇注系统的平衡，浇口的数量、位置和大小。 熔接痕的位置预测。 型腔内部的温度变化。 注塑过程中的注射压力和熔融料体在充填过程中的压力损失。 熔融料体的温度变化。 剪切应力、剪切速率。根据CAE分析结果，可以判断模具及其浇注系统的设计是否合理，判断是否合理主要依据如下基本原则： 各流道的压差要小，压力损失应基本一致。 整个浇注系统要基本平衡，即保证熔融料体要同时到达，同时充填型腔。 型腔要基本同时充填完毕。 充填时间要尽可能短，总体注射压力要小，压力损失也要小。 熔接痕和气穴位置合理，不影响产品质量。3）计算机辅助制造（CAM）。计算机辅助制造就是借助计算机完成制造过程的各项任务，包括生产工

31、艺准备和制造过程。注塑模CAM的主要功能包括： 由计算机完成整个模具生产的工艺过程设计。 由计算机辅助进行模具车间现场管理。 完成从模具产品的几何模型到工艺模型的转换。 加工程序的自动编制。 利用数控机床进行模具零件的自动加工。 利用仿真技术测试数控刀具轨迹，检测是否存在过切及或加工干涉现象。（3）注塑模CAD/CAE/CAM系统的特点 随着CAD/CAE/CAM技术在模具行业的广泛应用，传统的模具设计、制造方法必将被取代，该技术的优势主要表现在以下几个方面。1）缩短模具设计与制作周期。CAD系统内容丰富并且功能强大，CAD数据库存有大量模具标准件信息。专业的CAD系统还可以提供模具设计的专家

32、辅助系统，其中包含各类经验设计参数和常用设计方法，可以减少设计人员因经验不足而花费的时间，从而大大简化设计过程。电子化的计算机图纸，不仅可以随时修改，而且可以方便地输出，大大缩短设计周期。数控机床加工的高效率是一般机床或钳加工不能比拟的。2）提高模具质量。计算机辅助设计系统提供的专家设计系统，包含大量的综合技术信息和理论背景知识，为设计人员提供了可靠的科学依据。在计算机辅助设计过程中，通过合理的人机交互过程，可以发挥设计人员和计算机系统各自的优势，从而使模具设计更加快速、合理。利用CAM技术可自动生成高效、合理的模具零件加工刀具轨迹，数控机床的加工精度更可以保证被加工零件的尺寸精度和表面粗糙度

33、。CAE技术通过仿真模拟，为设计人员提供了可靠的参考依据，以进一步优化模具设计方案。3）大幅度降低成本。目前在当今企业竞争白热化的形式下，降低成本是企业致胜的法宝。通过采用CAD/CAM技术可以大大缩短设计和制造周期，同时节约大量的劳动力成本。进一步采用计算机辅助注塑成型分析（CAE）可以实现模具设计优化，避免模具的反复修模、试模的过程，从而降低成本。4）有效利用有限的人力资源，充分发挥设计人员的主观能动性。利用CAD/CAE/CAM技术可以将设计人员从繁忙的计算和绘图中释放出来，充分发挥有限人力资源的最大优势。通过先进的设备和工具，使设计人员最大限度地发挥个人的主观能动性，得到更多的创造性成

34、果。5）利于技术资料的储备，提高企业的管理水平。CAD/CAE/CAM技术的应用可以使企业方便地整理和储备企业技术资料，使企业的产品开发走上良性循环的轨道。应用计算机辅助技术可以使模具设计和制造更加科学合理，减少盲目性。1.1.2 Moldflow软件技术应用1Moldflow 软件概要Moldflow公司是一家专业从事塑料成型计算机辅助工程分析（CAE）的跨国性软件和咨询公司。自1978年美国Moldflow公司发布了世界上第一套流动分析软件以来，几十年不断的技术改革和创新一直主导着CAE软件市场。Moldflow软件以87市场占有率及连续五年17的增长率成为全球主流分析软件，该公司有遍布全

35、球60个国家超过8000家用户,在世界各地都有Moldflow的研发机构及分公司。Moldflow公司拥有自己的材料测试检验工厂，为分析软件提供多达8000余种材料检测数据，极大地提高了分析准确度。Moldflow软件为优化塑件、模具设计和注塑生产工艺提供了一整套解决方案。Moldflow系列产品包括： Moldflow Plastic Advisers（快速试模分析），简称MPA。MPA允许直接导入CAD实体进行分析，让用户在短时间内找到问题所在，并提供实用的解决方案。 Moldflow Plastic Insight（高级成型分析），简称MPI。MPI是关于产品几何造型及成型条件最佳化的进

36、阶模流分析软件。从材料的选择、模具的设计及成型条件参数设定，以确保在射出成型过程中塑料在模具内的充填行为模式，以获得高质量产品； Moldflow Manufacturing Solution（专家试模系统），简称MMS。MMS是一套整合了Moldflow分析结果与注塑成型机的生产管理系统，为用户提供实时经营绩效管理所需的生产和工艺数据，并实现了工艺设置、优化和控制的自动化。MMS采用直观、系统、可存档且全球支持的方法实现成型工艺的排定、设置、优化、控制和监控。2. Moldflow Plastic Insight（MPI）认识 MPI具有模拟分析注射成型中塑料流动形态、产品体积收缩、冷却时间

37、、纤维配向性、产品翘曲等功能，建立了丰富了材料数据库。此外，MPI还能模拟分析气体辅助注塑成型及热固性成型等。使用MPI模拟分析可缩短注塑生产周期。我们通过电脑模拟分析能确定和修改潜在问题。并帮助模具设计人员预测常碰到的问题并加以修正设计。帮助合理选择材料材质以节省材料费用，简化烦琐的注射成形条件设定以提高工效，达到降低成本之目的。MPI主要模块及功能如下： 模型导入与修复。MPI有三种分析方法：基于中心面的分析、基于表面的分析与三维分析。中心面既可运用MPI软件的造型功能完成，也可从其他CAD模型中抽取，再编辑；表面分析模型与三维分析模型直接读取其它CAD模型，如快速成型（STL）、IGES

38、、STEP、Pro/E模型及UG模型等格式的文件。模型导入后，软件提供了多种修复工具，以生成既能得到准确结果，又能减少分析时间的网格。 塑料材料与注塑机数据库。材料数据库包含了超过4000种塑料材料的详细数据，注塑机数据库包含了290种商用注塑机的运行参数，而且这两个数据库对用户是完全开放的。 流动分析。分析塑料在模具中的流动，以优化模腔的布局、材料的选择、充填和保压等工艺。 冷却分析。分析冷却系统对流动过程的影响，优化冷却管道的布局和工作条件，与流动分析相结合，可以得到完美的动态注塑过程。 翘曲分析。分析整个塑件的翘曲变形，包括线形、线形弯曲和非线形，并指出产生翘曲的主要原因以及相应的改进措

39、施。 纤维充填取向分析。塑件纤维取向对采用纤维化塑料的塑件性能（如拉伸强度）有重要影响。MPI软件使用一系列集成的分析工具来优化和预测整个注塑过程的纤维取向，使其分布合理，从而有效地提高该类塑件的性能。 优化注塑工艺参数。根据给定的模具、注塑机及塑件材料等参数，结合流动分析结果自动产生控制注塑机的充填保压曲线，从而避免了在试模时对注塑机参数的反复调试。 结构应力分析。分析塑件在承受外界载荷情况下的机械性能，并可在考虑注塑工艺的前提下，优化塑件的强度和刚度。 确定合理的塑料收缩率。MPI通过流动分析结果确定合理的塑料收缩率，保证模腔的尺寸在允许的公差范围内，从而减少塑件废品率，提高产品质量。 气

40、体辅助成型分析。模拟气体辅助注射成型过程，对整个成型过程进行优化。MPI/Gas 能仿真压力控制或体积控制两种模式，可以模拟塑料充填与气体在模穴渗透模式，分析结果包括预测气体会不会吹穿产品、产品厚度分布、气体穿透能力、气体保压压力曲线、包风、熔合线位置和温度分布等。特殊注塑成型过程分析。MPI可以模拟共注射、反应注射、微芯片封装等特殊的注射成型过程，并对其进行优化。1.2 制件分析1.2.1 制件结构分析结构制件的基本结构尺寸如图1-4、图1-5所示。图1-4 制件图图1-5 制件三维图制件大小为中小尺寸规格，具备薄壁特征结构，同时又具有螺孔柱、加强筋和文字、图案等细微结构特征，有侧孔，是比较

41、典型的塑料结构件，具有一定的结构复杂性。1.2.2 制件材料分析制件使用材料为PC，PC的材料名称是聚碳酸酯。本制件选用牌号为Wonderloy 510，厂商为Chi Mei Corporation。 PC的性能有：1. 物料性能冲击强度高，尺寸稳定性好，无色透明，着色性好，电绝缘性、耐腐蚀性、耐磨性好，但自润滑性差，有应力开裂倾向，高温易水解，与其它树脂相溶性差。 适于制作仪表小零件、绝缘透明件和耐冲击零件 2. 成型性能无定形料,热稳定性好，成型温度范围宽，流动性差。吸湿小，但对水敏感，须经干燥处理。成型收缩率小，易发生熔融开裂和应力集中，故应严格控制成型条件。 熔融温度高，粘度高，大于2

42、00g的塑件，宜用加热式的延伸喷嘴。 冷却速度快，模具浇注系统以粗、短为原则，宜设冷料井，浇口宜取大，模具宜加热。 料温过低会造成缺料，塑件无光泽，料温过高易溢边，塑件起泡。模温低时收缩率、伸长率、抗冲击强度高，抗弯、抗压、抗张强度低。模温超过120度时塑件冷却慢，易变形粘模其他成型性能Melt Density 1.0969 g/ cm3Solid Density 1.1915g/cu.cm3Ejection Temperature 85 deg.CRecommended Mold Temperature 50 deg.CRecommended Melt Temperature 225 deg

43、.CAbsolute Max. Melt Temperature 320 deg.CMelt Temperature Minimum 200 deg.CMelt Temperature Maximum 250 deg.CMold Temperature Minimum 40 deg.CMold Temperature Maximum 60 deg.CMaximum Shear Rate 40000 1/sMaximum Shear Stress 0.5 Mpa材料PVT曲线材料得PVT曲线见图1-6所示。图1-6 PC材料PVT曲线图1.3 模流分析模型准备1.3.1 模型简化由图1-5制件三

44、维图可以看出，制品有一些细小圆角，这些细小圆角特征的存在，会对模型网格划分带来不利影响，同时，这些细小圆角本身是否存在对模流分析结果不会产生较大的影响，因此，一般应将细小圆角去除，所以要简化模型。简化模型的方法一般有两种。第一种是在三维建模软件中直接将细小特征删除，第二种是利用Moldflow CAD Doctor软件来修复、简化模型。本方案就利用第二种方法来去除细小圆角。将制品模型数据导入到Moldflow CAD Doctor软件中，进行制品模型的检查、缺陷修复、去除细小圆角，在该操作中，本方案设定圆角半径小于3mm的圆角全部去除，修复简化模型结果如图1-7所示。图1-7 利用Moldfl

45、ow CAD Doctor 修复简化模型1.3.2 网格模型诊断修复在Moldflow MPI中建立工程文件，将简化后的三维模型数据以IGES格式导入到项目中。1. 网格划分与统计本制品由于具有薄壁特征，同时又具有一定的细微局部结构特征，适合采用双面流网格（fusion网格）来进行网格划分，网格划分结果统计如图1-8所示。图1-8 网格划分结果统计由图1-8的网格统计结果可以看出，所划分出的网格有一定的缺陷，如纵横比过大、有自由边、重叠网格、定向不正确等问题，需要应用网格工具来进一步诊断并修复。2. 纵横比诊断及修复（1）纵横比诊断在Mesh菜单中有许多命令可用来检查网格模型的质量，包括Mes

46、h Statistics（网格统计）报告和其它检查并显示网格问题的命令。如：纵横比检查、单元重叠及相交检查、取向检查、连续性检查、自由边检查、厚度检查、重复次数和表面网格匹配检查等。应用诊断工具，进行纵横此诊断，诊断结果如图1-9所示。图1-9 纵横比诊断结果由图中可以看出，存在较大纵横比，这将对分析的正常进行与分析结果的精度产生较大的影响，应该进行修复。（2） 纵横比修复Mesh菜单下有一个叫Mesh Tools（网格修复工具）的工具集，这是一个包含一系列网格修复工具的对话框，包括：自动修复（Auto Repair）、修复纵横比（Fix Aspect Ratio）、自动合并（Global M

47、erge）、合并节点（Merge Nodes）、置换对角边（Swap Edge）、匹配节点（Match Node）、局部重划网格（Remesh Area）、插入节点（Insert Nodes）、移动节点（Move Nodes）、对齐节点（Align Nodes）、调整单元取向（Orient Elements）、填充孔（Fill Hole）、创建边界（Create Regions）、光顺节点（Smooth Nodes）、创建柱体单元（Create Beams）、创建三角单元（Create Triangles）、删除实体（Delete Entities）和清理多余节点（Purge Nodes）等。应用网格诊断修复工具，进行节点、三角形边等操作，进行纵横此修复，修复结果如图1-10所示。图1-10 纵横比修复3. 其他网格缺陷的诊断修复同样，应用网格诊断修复工具，对单元重叠及相交、取向、连续性、自由边等进行检查及修复，诊断修复后结果如图1-11所示。图1-11 修复后网格统计从统计结果可以看出，网格质量已基本满足分析要求。1.4 浇口位置方