基于Moldflow玩具汽車外殼注塑模優(yōu)化設(shè)計

基于MOLDFLOW玩具汽車 外殼注塑模優(yōu)化設(shè)計 課題意義：引入CAE技術(shù)是塑料模具設(shè)計的必然發(fā)展趨勢，通過CAE模擬，可以使模具設(shè)計者盡早發(fā)現(xiàn)模具設(shè)計問題，及時修改制件和模具設(shè)計，避免了傳統(tǒng)模具設(shè)計反復(fù)試模、修模，可有效提高制品質(zhì)量，降低成本，縮短了開發(fā)周期等。玩具車外殼注塑模具來源于生產(chǎn)實際，所選塑件具有一定復(fù)雜程度，通過本設(shè)計，可使學(xué)生初步掌握如何通過Moldflow軟件對設(shè)計塑件進(jìn)行注塑成型過程模擬，并根據(jù)模擬結(jié)果優(yōu)化確定模具結(jié)構(gòu)。 課題內(nèi)容包括：利用CAE軟件，對設(shè)計塑件進(jìn)行注塑成型過程進(jìn)行充填模擬分析，根據(jù)分析結(jié)果優(yōu)化澆注系統(tǒng)，實現(xiàn)模具的優(yōu)化設(shè)計。 玩具汽車外殼塑件的工藝分析： 塑件汽車外殼的工藝分析：從圖2-1分析，壁厚均勻，易于填充；汽車外殼屬于外置件，對表面質(zhì)量和綜合機械性能要求較高，這就要求塑件成型后要有良好的表面光潔度和較小的形狀誤差，并具有較高的強度、韌性和抗沖擊能力。由于該塑件面板處有孔，易形成熔接線和應(yīng)力集中，尤其是熔接線對塑件的外觀質(zhì)量和機械強度影響較大。殼體上有銷狀連接體，根據(jù)一般經(jīng)驗，該連接銷易出現(xiàn)短射，而這些位置又恰好是安裝位置，必須進(jìn)行正常填充。為此材料選擇強度高、韌性好、易于加工成型的熱塑性高分子材料PP。 PP材料的簡介：比重:0.9-0.91克/立方厘米 成型收縮率:1.0-2.5% 成型溫度：160-220 干燥條件聚丙烯是繼尼龍之后發(fā)展的又一優(yōu)良樹脂品種，它是一種高密度、無側(cè)鏈、高結(jié)晶必的線性聚合物，具有優(yōu)良的綜合性能。未著色時呈白色半透明，蠟狀；比聚乙烯輕。透明度也較聚乙烯好，比聚乙烯剛硬。物料性能 密度小,強度剛度,硬度耐熱性均優(yōu)于低壓聚乙烯,可在100度左右使用.具有良好的電性能和高頻絕緣性不受濕度影響,但低溫時變脆,不耐模易老化. 適于制作一般機械零件,耐腐蝕零件和絕緣零件 Moldflow分析前準(zhǔn)備：網(wǎng)格劃分是任何一種CAE分析軟件必不可少的前處理工作，網(wǎng)格劃分質(zhì)量對于分析精度及分析結(jié)果有關(guān)鍵性的影響。同樣道理，在使用Moldflow軟件進(jìn)行分析時，首先要獲得高質(zhì)量的網(wǎng)格，才能保證分析結(jié)果的正確性與準(zhǔn)確度。 由于各種主流3D軟件之間的內(nèi)核不同及精度之間差異，使得他們的模型輸出后在Moldflow中進(jìn)行網(wǎng)格劃分時不可 避免出現(xiàn)自由邊或網(wǎng)格重疊相交及縱橫比匹配率等錯誤。 最佳澆口位置分析：分析前處理完畢后，首先進(jìn)行最佳澆口位置的分析。因為準(zhǔn)備采用單個澆口進(jìn)澆方式，所以不需設(shè)定澆口，其分析結(jié)果會顯示放置單個澆口的最佳位置。在設(shè)定分析次序中選擇Gate Location選項，材料為Bayer USA公司的pp 材料，其牌號為Novodur M3FR。工藝參數(shù)選擇默認(rèn)，執(zhí)行分析。 澆注系統(tǒng)的設(shè)置：點澆口：側(cè)澆口： 初次流動分析（充填時間）：點澆口：側(cè)澆口： 0-0.6188 0-0.5879 流動前沿溫度： 181.5-230.5 203.0-230.5 縮痕指數(shù)： -3.324-4.371 -3.788-3.613 頂出時體積收縮率： 0.3363-13.18 0.5285-11.95 凝固層厚度因子： 0-0.7725 0-1 剪切應(yīng)力： 0-2.761 0-2.567 熔接痕： 比較分析結(jié)果：由以上分析結(jié)果所得，側(cè)澆口的效果明顯優(yōu)于點澆口的效果。但由于汽車覆蓋件是表面件。對表面質(zhì)量要求較高，所以針對體積收縮率問題較嚴(yán)重，采取以下措施；提高保壓壓力，保壓時間，降低模溫，料溫降低來提高產(chǎn)品的表面質(zhì)量。 側(cè)澆口的二次分析：工藝參數(shù)設(shè)置如圖所示，模具溫度選擇35C，料溫選擇250C，填充控制選擇自動，速度/壓力控制轉(zhuǎn)換方式與初次分析相同，分三次保壓，保壓時間為4，12,4。提高保壓壓力。 二次分析結(jié)果比較：初次分析：二次分析： 0-0.5879 0-0.6859 流動前沿溫度： 203.0-230.5 175.9-210.5 縮痕指數(shù)： -2.789-3.613 -3.527-2.634 頂出時收縮率： -0.5285-11.95 -0.8945-10.72 凝固層厚度因子： 0-1 0-1 剪切應(yīng)力： 0-2.567 0-3.986 熔接痕： 分析結(jié)果： 汽車覆蓋件是表面制品，減少溶接痕至關(guān)重要，通過兩種澆注系統(tǒng)相比較，取溶解痕較小的側(cè)澆口形式，再通過延長保壓時間，降低模溫來提高表面質(zhì)量。由上表可知，塑件的表面質(zhì)量得到明顯改善。所以選取第二種方案。 致謝：本次畢業(yè)設(shè)計首先非常感謝我的指導(dǎo)老師，導(dǎo)師淵博的專業(yè)知識，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)對我影響深遠(yuǎn)。在此表示深深地感謝。與此同時我也感謝在場的每一位老師，希望您們能嚴(yán)格審核，提出寶貴的意見。對于我來說這可能是終身財富。最后，我感謝每一位教過我的老師，他們對我的關(guān)心和教導(dǎo)會讓我受益終身。向親愛的您們致敬!