肥皂盒Moldflow的設計分析

肥皂盒Moldflow的設計分析,肥皂盒,moldflow,設計,分析 購買后包含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 摘 要 本文運用了Moldflow對肥皂盒進行了分析設計。本次設計采用了點澆，對位置的不同進行了分析。通過導入模型、劃分網格、設置澆口位置、創(chuàng)建直線、流道系統(tǒng)與冷卻回路等內容，簡單陳述了Moldflow的運用。 關鍵詞：肥皂盒；moldflow；分析 Ⅰ 目 錄 前 言 1 1 產品的工藝分析 2 1.1 產品的說明 2 1.2 材料的選擇 2 1.2.1 材料的介紹 2 1.2.2 材料的性能 3 2 導入及網格劃分 4 2.1 導入Moldflow 4 2.2生成網格 4 3 點澆口位置分析 5 3.1 點澆方案一 5 3.1.1 重復零件 5 3.1.2 澆口位置 5 3.1.3 創(chuàng)建直線 6 3.1.4 流道系統(tǒng) 8 3.1.5 冷卻回路 9 3.1.6 報告分析 10 3.2 點澆方案二 14 3.2.1 澆口位置 14 3.2.2 創(chuàng)建直線 15 3.2.3 流道系統(tǒng) 15 3.2.4 冷卻回路 15 3.2.5 報告分析 16 4 點澆口位置方案對比 20 4.1 剪切速率，體積的對比 20 4.2 注射位置處壓力：XY圖對比 21 4.3 料流量的對比 22 4.4 總體溫度的對比 23 4.5 對比結果 23 總 結 24 致 謝 25 附 錄 26 參考文獻 27 前 言 模具乃工業(yè)生產的基礎工藝設備。隨著社會的進步與發(fā)展，模具也越來越受到人們的關注。在家電、電子、通訊、電器等產品中，有60～80%的零部件是靠模具成形的。而且也因模具所生產的工件表現出來的高一致性、高復雜、高精度、高生產率和低消耗，是其他制造方法所不能比的。往往用模具所生產的最終產品要大過它自身價值的幾十、上百倍。所以，它也是“效益放大器”。現代技術水平的提高，很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展，模具工業(yè)也對國家經濟起到越來越大的作用，也是衡量一個國家的生產力發(fā)展水平的重要標志之一。 而Moldflow軟件，為模具結構的優(yōu)化、注塑成型設計及生產提供了高效的解決方法。在塑料產品方面的設計和制造領域，隨著塑料件在電子，機械，航空，汽車等領域的廣泛使用，以及對塑料件精度的要求越來越高，傳統(tǒng)的成型方法已經無法適應產品的更新換代及提高質量的要求。而與傳統(tǒng)工藝相比，Moldflow技術不管在保證制品質量，提高生產效率，還是在減輕勞動強度，降低成本等方面，具有很大優(yōu)越性。 所有的Moldflow產品都是圍繞的Moldflow的戰(zhàn)略，全部進行廣泛的注塑分析。也通過廣泛的注塑分析將Moldflow所積累的豐富注塑經驗帶進制品和模具設計，將注塑分析和注塑機控制相聯系，自行監(jiān)控并調整注塑機參數，從而改良模具設計、提高工件的產品質量，使工件具有更好的工藝性。 我們運用的是AutodeskMoldflowSynergy，隨著對Moldflow了解的深入，對此軟件也越發(fā)感慨。本次是用Moldflow對肥皂盒的分析設計，以檢測我們對Moldflow的了解，熟悉且掌握Moldflow軟件，同時訓練注塑模具的設計過程中相關的工藝參數的設定。此次訓練中使用的實物原件是一個普通的肥皂盒，在Moldflow軟件中經歷了網格劃分及調整、設置注塑位置、澆口流道和冷卻回路的創(chuàng)建、分析及生成報告等程序。 1 產品的工藝分析 1.1 產品的說明 為培養(yǎng)學生的設計思路，鍛煉學生運用所學知識的能力，此次設計了肥皂盒。該塑件整體結構簡單，尺寸中等，內含曲面，底面為四個透氣孔。如圖1-1，圖1-2。 圖1-1肥皂盒草圖 圖1-2 肥皂盒立體圖 1.2 材料的選擇 1.2.1 材料的介紹 本次設計采用的材料是聚丙烯，英文名Polypropylene，簡稱PP。PP為無味，無毒的乳白色高結晶聚合物，密度只有0.90～0.91g/cm3，是所有塑料中最輕的品種之一。 1.2.2 材料的性能 聚丙烯熔點在164～170℃，具有較好的耐熱性；結晶度高，具有優(yōu)良的力學性能；幾乎不吸水，絕緣性能不受濕度的影響，具有高頻的絕緣性能。聚丙烯對水穩(wěn)定，水中24h吸水率僅僅0.01%，分子量在8至15之間。成型性好，制品表面光澤好，且易于著色。 2 導入及網格劃分 2.1 導入Moldflow 打開Moldflow軟件，點擊‘新建工程’，彈出對話框，設置好文件名及保存位置。 圖2-1導入模型 點擊導入，如圖2-1，彈出對話框，在電腦中找出要用的肥皂盒UG圖，將UG三維圖導入Moldflow進行分析。 2.2生成網格 在任務中原有文件右擊再點擊‘復制’，以備第二種情況。在菜單欄中找到網格，單擊‘生成網格’，為使分析速度提高，將曲面上的全局邊長變大，單擊‘立即劃分網格’。如圖2-2所示。若網格出現錯誤，在網格欄中單擊‘網格修復向導’進行修復。 圖2-2網格命令 3 點澆口位置分析 3.1 點澆方案一 3.1.1 重復零件 在軟件菜單欄中找出幾何，點擊‘型腔重復’命令。如圖3-1所示。 圖3-1型腔重復命令 彈出型腔重復向導，該向導用于創(chuàng)建標準多型腔布局。型腔數改為2個，其他不變，點擊完成。如圖3-2所示。完成后如圖3-3所示。 圖3-2型腔重復選擇框 圖3-3型腔重復 3.1.2 澆口位置 雙擊左側的‘設置注射位置’找到塑件中心，確定澆口位置，如圖3-4。 圖3-4設置注射位置 3.1.3 創(chuàng)建直線 在菜單欄中找出幾何，點擊‘曲線’，再點擊‘創(chuàng)建直線’，如圖3-5所示。在左邊工具欄中選中第二行坐標參數。點擊澆口位置下的點，顯示坐標參數，復制坐標參數，在第一行粘貼，改變Z軸數據，先升高30mm，點擊‘應用’，如圖3-6所示。出現一條豎直線，為冷澆口線。再選中直線上的點，改變Z軸參數，升高60mm，應用，出現一直線為冷流道線。如圖3-7所示。 圖3-5直線命令 圖3-6輸入參數 圖3-7創(chuàng)建直線 選中第二行坐標參數，點中第二個塑件澆口位置下的點，會顯示坐標參數，復制粘貼到第一行，Z軸數據先升高30mm，點擊‘應用’，出現一條豎直線，為冷澆口線。再選中直線上的點，改變Z軸參數，升高60mm，應用，出現一直線為冷流道線。如圖3-8所示。 圖3-8創(chuàng)建第二個直線 在幾何節(jié)點命令中選擇‘在坐標之間的節(jié)點’，在第一、第二坐標中分別選擇冷流道線的末點，點擊‘應用’創(chuàng)建節(jié)點。在創(chuàng)建直線中選中第二行坐標參數，點中左邊塑件直線上的末點，選中第一行坐標參數，點中節(jié)點，點擊‘應用’，出現一線段，同樣方法，選中第二行坐標參數，點中右邊塑件直線上的末點，再選中第一行參數，點中節(jié)點，這樣就會在兩條豎直線中連接一條橫直線，為冷流道線。 選中第二行坐標參數，點擊節(jié)點，復制粘貼坐標參數到第一行，Z軸的坐標參數提高40mm，點擊‘應用’出現冷主流道線。如圖3-9所示。 圖3-9冷主流道直線 3.1.4 流道系統(tǒng) 刪除澆口符號，選中冷澆口直線，右擊選擇屬性，彈出對話框，如圖3-10所示。選擇冷澆口中的第一個，編輯屬性，截面形狀是圓形，錐體（由角度）編輯尺寸，始端直徑10mm，錐體角度1deg。如圖3-11。 圖3-10屬性選擇 圖3-11澆口屬性 另一邊冷澆口線同上，選中冷流道線，右擊選擇屬性，彈出對話框，選擇冷流道第一個，編輯橫截面尺寸直徑15mm。如圖3-12。 圖3-12冷流道尺寸 點中冷主流道線，右擊選擇屬性，彈出對話框，選擇冷主流道第一個，編輯橫截面尺寸，由端部尺寸定圓錐體形狀，始端直徑20mm，末端直徑18mm。如圖3-13所示。 圖3-13冷主流道尺寸 點擊菜單欄中的生成網格命令，立即劃分網格，出現澆注流道。如圖3-14所示。 圖3-14生成流道 3.1.5 冷卻回路 在菜單欄的幾何中點擊‘冷卻回路’，彈出對話框冷卻回路向導，該向導可以為零件創(chuàng)建一個簡單的回路。指定水管的直徑10mm，選擇X軸。如圖3-15。 圖3-15冷卻回路向導 點擊下一步，跳出對話框，設置管道數量2，如圖3-16。點擊完成得圖3-17。 圖3-16設置管道數量 圖3-17冷卻回路 3.1.6 報告分析 在冷主流道上設置注射位置，在左側點擊‘開始分析’，運行全面分析，如圖3-18。點擊菜單欄報告中的‘報告向導’，添加澆口位置方案進行下一步，再全部添加進行下一步，生成報告。如圖3-19所示。 圖3-18全面分析 圖3-19生成報告 充填分析 充填階段，如表3-1所示: 狀態(tài): V = 速度控制 P = 壓力控制 V/P= 速度/壓力切換 表3-1充填階段數據 時間 體積 壓力 鎖模力 流動速率 狀態(tài) (s) (%) (MPa) (tonne) (cm^3/s) 0.148 5.08 0.17 0.00 56.47 V 0.302 10.24 0.36 0.00 56.47 V 0.470 15.81 0.58 0.02 56.27 V 0.618 20.72 0.75 0.05 56.29 V 0.765 25.63 0.92 0.09 56.30 V 0.914 30.54 1.10 0.14 56.32 V 1.061 35.42 1.28 0.21 56.33 V 1.206 40.20 1.45 0.28 56.35 V 1.350 44.97 1.63 0.34 56.36 V 1.458 48.49 2.07 0.52 55.54 V 1.601 52.83 4.87 1.86 54.87 V 1.749 57.54 6.14 2.68 56.01 V 1.896 62.30 6.77 3.18 56.23 V 2.041 66.98 7.36 3.83 56.09 V 2.182 71.51 7.90 4.39 56.34 V 2.336 76.42 8.39 4.94 56.41 V 2.475 80.84 8.89 5.55 56.40 V 2.623 85.58 9.49 6.35 56.45 V 2.767 90.12 10.08 7.26 56.48 V 2.914 94.74 10.86 8.58 56.53 V 3.053 99.02 12.00 10.76 55.04 V/P 3.056 99.11 11.25 10.38 27.34 P 3.063 99.29 9.60 9.10 11.82 P 3.101 99.86 9.60 9.13 26.75 P 3.104 100.00 9.60 9.19 26.75 已填充 充填階段結果摘要 : 最大注射壓力(在3.0526s) =11.9962 MPa 零件的充填階段結果摘要，如表3-2所示: 表3-2零件充填階段數據 總體溫度最大值(在3.053s) 221.1679 C 總體溫度第95個百分數(在1.601s) 219.9843 C 總體溫度第5個百分數(在3.101s) 202.4160 C 總體溫度最小值(在3.101s) 187.0076 C 剪切應力最大值(在2.914s) 0.1707 MPa 剪切應力第95個百分數(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個百分數(在1.601s) 1142.4447 1/s 零件的充填階段結束的結果摘要，如表3-3所示: 表3-3零件的充填階段結束數據 零件總重量(不包括流道) 60.9513 g 總體溫度最大值 220.7389 C 總體溫度第95個百分數 218.5599 C 總體溫度第5個百分數 202.4204 C 總體溫度最小值 187.0390 C 總體溫度平均值 208.5701 C 總體溫度標準差 5.2365 C 剪切應力最大值 0.1359 MPa 剪切應力第95個百分數 0.0653 MPa 剪切應力平均值 0.0439 MPa 剪切應力標準差 0.0136 MPa 凍結層因子最大值 0.3035 凍結層因子第95個百分數 0.2286 凍結層因子第5個百分數 0.0713 凍結層因子最小值 0.0000 凍結層因子平均值 0.1733 凍結層因子標準差 0.0525 剪切速率最大值 4019.1995 1/s 剪切速率第95個百分數 321.2858 1/s 剪切速率平均值 105.9983 1/s 剪切速率標準差 147.9129 1/s 流道系統(tǒng)的充填階段結果摘要，如表3-4所示: 表3-4流道系統(tǒng)的充填階段數據 總體溫度最大值(在3.053s) 221.7264 C 總體溫度第95個百分數(在3.053s) 221.6195 C 總體溫度第5個百分數(在1.350s) 219.8450 C 總體溫度最小值(在1.350s) 219.8441 C 剪切應力最大值(在2.914s) 0.0546 MPa 剪切應力第95個百分數(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個百分數(在2.336s) 291.4837 1/s 流道系統(tǒng)的充填階段結束的結果摘要如表3-5所示: 表3-5流道系統(tǒng)的充填階段結束數據 主流道/流道/澆口總重量 63.2204 g 總體溫度最大值 221.3715 C 總體溫度第95個百分數 221.2706 C 總體溫度第5個百分數 220.7586 C 總體溫度最小值 220.7527 C 總體溫度平均值 220.9253 C 總體溫度標準差 0.1812 C 剪切應力最大值 0.0408 MPa 剪切應力第95個百分數 0.0357 MPa 剪切應力平均值 0.0205 MPa 剪切應力標準差 0.0042 MPa 凍結層因子最大值 0.1031 凍結層因子第 95 個百分數 0.0995 凍結層因子第5個百分數 0.0729 凍結層因子最小值 0.0698 凍結層因子平均值 0.0926 凍結層因子標準差 0.0075 剪切速率最大值 177.5813 1/s 剪切速率第95個百分數 134.7386 1/s 剪切速率平均值 44.9770 1/s 剪切速率標準差 25.5548 1/s 3.2 點澆方案二 3.2.1 澆口位置 在菜單欄幾何中點擊‘型腔重復’，重復后左側雙擊‘設置注射位置’，在工件邊緣確定個澆口位置。如圖3-20所示。 圖3-20注射位置 3.2.2 創(chuàng)建直線 同上方案一，得圖3-21。 圖3-21創(chuàng)建直線 3.2.3 流道系統(tǒng) 同上方案一，得圖3-22。 圖3-22生成流道 3.2.4 冷卻回路 同上方案一，得圖3-23。 圖3-23冷卻回路 3.2.5 報告分析 在左側點擊‘開始分析’，運行全面分析。點擊菜單欄報告中的‘報告向導’，添加澆口位置方案進行下一步，再全部添加進行下一步，生成報告。 充填分析 充填階段，如表3-6所示: 狀態(tài): V = 速度控制 P = 壓力控制 V/P= 速度/壓力切換 表3-6充填階段數據 時間 體積 壓力 鎖模力 流動速率 狀態(tài) (s) (%) (MPa) (tonne) (cm^3/s) 0.156 5.53 0.16 0.00 52.70 V 0.299 10.28 0.34 0.00 52.33 V 0.456 15.69 0.50 0.02 52.54 V 0.613 21.11 0.67 0.04 52.56 V 0.718 24.72 0.78 0.06 52.57 V 0.874 30.08 0.95 0.10 52.58 V 1.028 35.38 1.12 0.14 52.60 V 1.131 38.92 1.23 0.17 52.61 V 1.273 43.74 1.87 0.34 51.74 V 1.405 47.95 3.99 1.01 52.07 V 1.545 52.58 4.99 1.48 52.19 V 1.684 57.21 5.69 1.88 52.34 V 1.828 62.04 6.31 2.30 52.42 V 1.968 66.60 7.31 3.08 52.16 V 2.105 71.06 8.39 3.98 52.39 V 2.247 75.70 9.38 4.91 52.46 V 2.386 80.20 10.66 6.42 52.48 V 2.528 84.85 11.91 7.93 52.55 V 2.668 89.32 13.27 9.80 52.65 V 2.805 93.73 14.50 11.53 52.75 V 2.946 98.21 15.99 13.97 52.74 V 2.961 98.67 16.18 14.29 51.70 V/P 2.971 98.96 12.94 12.17 6.02 P 3.032 99.83 12.94 12.35 22.42 P 3.034 100.00 12.94 12.39 22.42 已填充 充填階段結果摘要 : 最大注射壓力(在2.9606s) =16.1752 MPa 零件的充填階段結果摘要，如表3-7所示: 表3-7零件的充填階段數據 總體溫度最大值(在2.961s) 221.4605 C 總體溫度第95個百分數(在1.405s) 219.7493 C 總體溫度第5個百分數(在3.032s) 198.1149 C 總體溫度最小值(在3.032s) 186.0430 C 剪切應力最大值(在2.961s) 0.1746 MPa 剪切應力第95個百分數(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個百分數(在1.405s) 814.5589 1/s 零件的充填階段結束的結果摘要，如表3-8所示: 表3-8零件的充填階段結束數據 零件總重量(不包括流道) 61.2402 g 總體溫度最大值 220.7700 C 總體溫度第95個百分數 218.4289 C 總體溫度第5個百分數 198.1254 C 總體溫度最小值 186.0653 C 總體溫度平均值 207.7322 C 總體溫度標準差 6.1979 C 剪切應力最大值 0.1342 MPa 剪切應力第95個百分數 0.0669 MPa 剪切應力平均值 0.0474 MPa 剪切應力標準差 0.0161 MPa 凍結層因子最大值 0.3072 凍結層因子第95個百分數 0.2476 凍結層因子第5個百分數 0.0751 凍結層因子最小值 0.0000 凍結層因子平均值 0.1783 凍結層因子標準差 0.0550 剪切速率最大值 3159.1541 1/s 剪切速率第95個百分數 307.5877 1/s 剪切速率平均值 124.5250 1/s 剪切速率標準差 133.0016 1/s 流道系統(tǒng)的充填階段結果摘要，如表3-9所示: 表3-9流道系統(tǒng)的充填階段數據 總體溫度最大值(在2.961s) 222.3134 C 總體溫度第95個百分數(在2.961s) 222.2017 C 總體溫度第5個百分數(在1.131s) 219.8300 C 總體溫度最小值(在1.131s) 219.8296 C 剪切應力最大值(在2.805s) 0.0534 MPa 剪切應力第95個百分數(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個百分數(在2.805s) 286.1873 1/s 流道系統(tǒng)的充填階段結束的結果摘要，如表3-10所示: 表3-10流道系統(tǒng)的充填階段結束數據 主流道/流道/澆口總重量 50.8743 g 總體溫度最大值 221.8535 C 總體溫度第95個百分數 221.7481 C 總體溫度第5個百分數 221.2484 C 總體溫度最小值 221.2057 C 總體溫度平均值 221.4340 C 總體溫度標準差 0.1851 C 剪切應力最大值 0.0384 MPa 剪切應力第95個百分數 0.0343 MPa 剪切應力平均值 0.0188 MPa 剪切應力標準差 0.0045 MPa 凍結層因子最大值 0.1092 凍結層因子第95個百分數 0.0984 凍結層因子第5個百分數 0.0733 凍結層因子最小值 0.0699 凍結層因子平均值 0.0923 凍結層因子標準差 0.0080 剪切速率最大值 150.2846 1/s 剪切速率第95個百分數 120.3178 1/s 剪切速率平均值 39.1844 1/s 剪切速率標準差 24.0365 1/s 4 點澆口位置方案對比 4.1 剪切速率，體積的對比 圖4-1方案一的剪切速率，體積 圖4-2方案二的剪切速率，體積 經方案一與方案二的比較發(fā)現，方案一的剪切速率比方案二的高。如圖4-1，圖4-2所示。 4.2 注射位置處壓力：XY圖對比 圖4-3方案一的注射位置處壓力:XY 圖4-4方案二的注射位置處壓力：XY 方案一最大注射壓力(在3.0526s)=11.9962MPa，方案二最大注射壓力(在 2.9606s)=16.1752MPa。如圖4-3，圖4-4所示。 4.3 料流量的對比 圖4-5方案一的料流量 圖4-6方案二的料流量 經方案一與方案二對比，方案一的料流量大。如圖4-5，圖4-6所示。 4.4 總體溫度的對比 圖4-7方案一的總體溫度 圖4-8方案二的總體溫度 經對比得知，方案一的總體溫度小于方案二的總體溫度。 4.5 對比結果 從方案一與方案二數據與圖表的分析結果對比中得知，澆口位置選在中間要好于選在邊緣。 總 結 我們這次是用Moldflow對肥皂盒進行的設計分析。本次的試驗可知，澆口的設計是否正確，對塑件質量的影響很大。因此得知，合理的選擇澆口位置，是提高產品質量的重要環(huán)節(jié)。運用Moldflow軟件對塑件成型過程進行計算機模擬，可預測在不同的澆口位置下的成型缺陷，確定最優(yōu)的澆口設計方案，從而為模具開發(fā)和產品生產提供了很好的借鑒作用。而且利用Moldflow軟件優(yōu)化注塑模具澆口設計，可以減少試模、修模及模具報廢率，有效的提高了塑件的成型質量，大大的縮減了產品的研發(fā)周期，提高了模具企業(yè)的市場競爭力。 因為是初次運用Moldflow軟件對實際產品進行分析，對產品的注塑工藝的了解也不是很全面，有很多分析方面做的不是很完善，遇到這樣那樣的難題，經常要請教會做的同學，而也在這次試驗中，很明顯的感覺到自己的知識量在快速的增加著。在批量生產前，我們還有根據分析的內容進行冷卻系統(tǒng)的設計。因此在今后的日子里。我們還要勤加鍛煉，掌握更多有關Moldflow的知識。從而對以后的模具設計、模具加工起到支持作用。 致 謝 本次論文是在老師的精心指導和大力支持下完成得，不僅給了我們設計思路，還給了我們論文寫作指導。老師以其嚴謹的教學態(tài)度、豐富的知識含量對我產生了深深的影響。同時在此次的設計中，我也學到了許多東西，計算機操作能力得到了很大的提升。還要感謝一些同學給我的無私幫助，設計項目遇到的難題經常會向他們請教，他們也會不厭其煩的給我一一解答。再次，我衷心的感謝他們，是他們，讓我在項目設計及論文寫作中感受到溫暖！ 附 錄 附錄A 肥皂盒零件圖 材料PP 參考文獻 [1] 屈華昌. 塑料成型工藝與模具設計. 北京：機械工業(yè)出版社，2008. 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