冰箱储物盒浇注系统优化设计模流分析报告

目录30632_WPSOffice_Level1冰箱储物盒浇注系统优化设计 223798_WPSOffice_Level1一、产品分析 223690_WPSOffice_Level21.1软件简介 230922_WPSOffice_Level21.2模型简介 25826_WPSOffice_Level21.3产品分析 222943_WPSOffice_Level21.4材料性能 25826_WPSOffice_Level21.5模具草图 322943_WPSOffice_Level21.6优化目标 37141_WPSOffice_Level21.7冰箱储物盒的网格划分 420719_WPSOffice_Level21.8浇口位置的设计 423017_WPSOffice_Level1二、优化分析 510479_WPSOffice_Level22.1填充分析 515234_WPSOffice_Level32.1.1两种方案填充时间 529764_WPSOffice_Level32.1.2两种方案流动温差 630721_WPSOffice_Level32.1.3两种方案的压力 69324_WPSOffice_Level32.1.4两种方案锁模力 729494_WPSOffice_Level32.1.5方案分析总结 832524_WPSOffice_Level22.2保压分析 819618_WPSOffice_Level32.2.1方案一 84813_WPSOffice_Level32.2.2方案二 916820_WPSOffice_Level32.2.3方案三 917979_WPSOffice_Level32.2.4保压分析后体积收缩率结果 101184_WPSOffice_Level22.3翘曲分析 109839_WPSOffice_Level32.3.1一次保压后的翘曲分析 1010044_WPSOffice_Level32.3.2二次保压后的翘曲分析 1115006_WPSOffice_Level32.3.3翘曲分析总结 129673_WPSOffice_Level1三、总结 12冰箱储物盒浇注系统优化设计一、产品分析1.1软件简介Moldflow是一款用于塑料产品、模具设计与制造的注射成型软件，利用这个软件可以在计算机上模拟分析整个注射成型过程，包括充填、保压、冷却、翘曲等。可以使产品在设计阶段就发现该制件存在的缺陷及隐患，从而及时解决问题，提高一次性试模的成功率，达到降低成本、提高产品质量及缩短制造周期的目的。1.2模型简介经建模后，模型如图所示。1.3产品分析该塑件名为冰箱储物盒，是用来卡在冰箱门后的存放物品的，复杂性适中，应具有较好的抗拉强度、抗弯强度和屈服强度，硬度适中。塑件壁厚均为2mm，在其侧端有两个卡槽，用来卡在冰箱门上。材料应透明，本设计选用材料为耐寒材料聚苯乙烯(PS)。1.4材料性能

聚苯乙烯(PS)属于热塑性材料。

主要特性及用途:主要特性电绝缘性优良，尤其是高频绝缘性好；无色透明，透光率仅次于有机玻璃；吸湿性低，尺寸稳定性优良；硬度高；疲劳寿命长；易燃，但燃烧速度缓慢；因产生静电，易吸附灰尘；不耐苯、汽油等有机溶剂；橡胶改性后韧性提高。主要用途是仪器仪表外壳，指示灯罩，汽车灯罩，模型，装饰件，电信零件，耐腐蚀件如氢、氟酸槽等。表1-1PS的性能指标屈服强度/MPa35-63玻璃化温度/℃100抗拉强度/MPa35-63熔点(或粘流温度)/℃131-165伸长率/

(%)1热变形温度/℃65-96拉伸弹性模量(Pa2.8-3.5成型收缩率/(%)0.6-0.8弯曲强度/MPa

.61-98体积电阻率/Ω·m>1014密度/(g/cm3

)1.04-1.06硬度(HB)M20-801.5模具草图简单的模具草图如下1.6优化目标经简单验证，该制件冷却方面没有问题，故不进行冷却分析。观察该制件，由于该制件体积较大，得知该制件的翘曲变形量会稍大一点。因为延长注射时间可以改善翘曲变形量，适当延长注射时间，所以初步要求该制件充填时间在2秒以内。主要对该制件主要进行填充分析、保压分析和翘曲分析。为达到优化目标，顶出时的体积收缩率较小较均匀，流动前沿温度差较小较均匀，充填压力和锁模力在满足加工工艺要求的条件下越小越好。1.7冰箱储物盒的网格划分注射成型CAE软件中采用的有限元方法就是利用假象的线或面将连续介质的内部和边界分割成有限大小的、有限数目的、离散的单元来研究。这样，就把原来一个连续的整体简化成有限个单元的体系，从而得到真实结构的近似模型，最终的数值计算就是在这个离散化的模型上进行的。直观上，物体被划分成网格状，在CAE中将这些单元称为网格。网格划分是分析前非常重要的步骤，直接影响到分析数据结果的可靠性。经过自动划分网格，经过软件的自动修复和人工修复网格。划分完成后进行网格数据统计，网格数量6060，无自由边，无交叉边最小纵横比1.16，最大纵横比9.88。进行网格的纵横比诊断也没有问题。1.8浇口位置的设计方案一：如图1，此方案是Moldflow软件计算出的最佳浇口，该浇口位置明显、结构简单。方案二：如图2，此方案为点浇口注射。由于该制件为塑料类制件，考虑到塑料外观质量的影响，故适用于点浇口注射成型；浇口置于塑料盒下表面与软件所选取的最佳浇口进行对比。方案三：如图，考虑到不影响塑件外形质量，又要保证浇口易于切断，浇口选择在塑件侧面。图1方案一浇口位置图2方案二浇口位置优化分析2.1填充分析2.1.1两种方案填充时间如图方案一方案二方案一时间为1.658s，方案二（b）时间为1.689s，比较上来看方案一更佳。2.1.2两种方案流动温差如图方案一方案二方案一流动温差为2.8℃，方案二为1.6℃，比较上来看两种方案相差不大。2.1.3两种方案的压力如图方案一方案二方案一压力为26.52MPa，方案二为39.55MPa，比较上来看方案一更佳。2.1.4两种方案锁模力如图方案一方案二方案一锁模力为60.37T，方案二为97.07T，比较上来看方案一更佳。2.1.5方案分析总结对比如下表表2-1两种方案填充分析情况时间/s气穴流动前沿温度温差/℃熔接线压力/Mpa锁模力/T方案一1.658较少2.8026.5260.37方案二1.689一般1.6339.5597.07总结:经过填充分析后，各项数据对比，优选方案一，无熔接线，压力较小，填充速度快。方案二、三同样符合设计要求，但熔接线、压力、锁模力相对来说较大，两种方案需要经保压分析。2.2保压分析2.2.1方案一保压前：方案一保压曲线和保压前体积收缩率保压后：方案一保压后保压曲线和体积收缩率2.2.2方案二保压前：方案二保压曲线和保压前体积收缩率保压后：方案二保压后保压曲线和体积收缩率2.2.4保压分析后体积收缩率结果表2-1两种方案保压情况保压前保压后方案一17.35%14.03%方案二17.38%17.38%总结：从优化的分析结果来看，方案二和方案三经过保压后体积收缩率并没有明显变化，因此初步选择方案一。为确保其方案的准确性，在不改变保压压力的情况下，通过改变时间来进行二次保压优化，并对二者进行翘曲分析，以便更全面的分析比较。2.3翘曲分析塑件的翘曲变形不仅影响产品的外观形状，还影响与其他产品的组装。塑件的总变形包括收缩变形和曲向变形，其值等于x,y,z三个方向变形的矢量合。2.3.1一次保压后的翘曲分析：（1）所有因素的变形图a所有因素造成的总变形图b所有因素造成的变形：z方向（2）收缩不均造成的变形图a收缩不均造成的总变形图b收缩不均造成的变形：x方向图c收缩不均造成的变形：y方向图d收缩不均造成的变形：z方向2.3.2二次保压后的翘曲分析：（1）所有因素的变形图a所有因素造成的总变形图b所有因素造成的变形：z方向（2）收缩不均造成的变形图a收缩不均造成的总变形图b收缩不均造成的变形：x方向图c收缩不均造成的变形：y方向图d收缩不均造成的变形：z方向2.3.3翘曲分析总结翘曲分析中所有因素造成的变形主要看Z方向，收缩不均造成的变形仍是主要因素，且在Z方向上更为显著。通过比较一次保压后的Z方向上收缩变形量为0.5023，二次保压后的Z方向上收缩变形量为0.4921。在所有因素造成的总变形以及收缩不均造成的总变形中都可以看出二次保压后的效果优于一次保压后的效果。所以二次保压后的更好。总结综合填充分析、保压分析等过