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多功能
遥控器
注塑模具设计
cae分析。
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含设计论文、2D图纸、3D模具图纸、开题报告、任务书、翻译。
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编号： 本科生毕业设计（论文）题 目： 多功能遥控器上盖的注塑模具设计及 CAE 分析学 院： 专 业： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 职 称： 题目类型： 理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发2018 年 06 月 01 日摘 要在国民经济的快速发展的同时，我国的模具工业的发展速度也得到了前所未有的提高，模具技术在不断的提高，模具产品在我们生活中随处可见，它是我们生活中不可或缺的重要部分。本文介绍的是一种多功能遥控器上盖的注塑模具设计，该产品以ABS 作为产品材料，根据产品的形状结构特点，对其成型工艺进行正确的分析，确定它的最佳成型方案。本文通过分析该产品的模具设计工作过程，从而对其注塑机的选择、分型面的选择、浇注系统、冷却系统、抽芯机构的设计进行介绍。为实现产品的批量化生产，本次设计采用一模两腔。在设计过程中利用 Moldflow 软件分析产品的成型过程，优化参数，可以缩减设计周期。基于 CAE 的分析结果，借助 UG 的注塑模向导进行模具设计，在设计过程中 CAE分析出来的方案要与实际情况相互结合，合理的改善模具的设计方案，以获得最佳的模具结构。在塑件的四周存在有倒扣，倒扣的存在会对塑件的脱模产生影响，因此在设计模具时需要将倒扣部分设为活动型芯。本文中滑块、斜顶等侧抽机构的设计是一大难点。关键词：注塑模；抽芯机构；UG；模具设计； AbstractWith the rapid development of national economy , the mould industry of our country has also got the unprecedented development speed , the mould technology is constantly improving , the mould product is everywhere in our life , it is an important part of our life . This paper introduces the injection mold design of a multifunctional remote controller upper cover. The product uses ABS as the material, according to the shape and structure characteristics of the product, make sure the forming process is correctly and the forming solution is best. This paper introduces the selection of injection molding machine, the selection of parting surface, pouring system, cooling system and core-pulling mechanism by analyzing the working process of mould design of the product. In order to realize the mass production of products, this design adopts a two-cavity type. In the process of design, the Moldflow software can be used to analyze the forming process of the product and optimize the parameters, which can shorten the design period, improve the quality of the product, save the cost and increase the economic benefit. Based on the analysis result of CAE, the mold design is carried out with the aid of the injection mould guide of UG. In the process of design, the scheme analyzed by CAE should be combined with the actual situation, and the design scheme of the mould should be improved reasonably in order to obtain the best mould structure. There is an upside down around the plastic parts, and the existence of the inversion will have an impact on the release of the plastic parts. Therefore, it is necessary to set the inverted part as a movable core in the design of the mould. In this paper, the design of sliding block and oblique top iso-side pumping mechanism is a big difficulty.Keywords: Injection mould; Core-pulling mechanism;UG software; Mold design；目 录1. 绪论 11.1 我国塑料模具行业的发展现状和前景11.2 本课题的意义11.3 注塑成型材料介绍及分类11.4 简述注塑成型原理及工艺21.5 注塑模具的分类介绍31.6 模具设计的基本流程42塑件的成型工艺分析 .52.1 脱模斜度的设计62.2 塑件的壁厚设计分析82.3 材料的选择分析92.4 ABS 塑料的成型工艺 .93 塑件的 CAE 分析 103.1 CAE 的定义与作用.103.2 Moldflow Plastics Insight 的介绍及分析流程 .103.3 导入分析文件及划分网格123.4 网格统计与修复结果查看133.4.1 网格统计.133.4.2 网格诊断结果查看.143.5 最佳浇口位置分析143.6 流动分析173.8 冷却分析193.9 翘曲分析223.10 分析结果整合234 注塑机 .254.1 注塑机的技术参数254.2 注塑量的计算264.3 浇注系统凝料体积初步预算264.4 参数的计算及注射机的选定264.5 注塑机部分参数校核275 分型面和型腔数的确定 .275.1 分型面的确定285.2 型腔数量及排布286 浇注系统的设计 .296.1 浇注系统的类型296.2 浇注系统设计原则296.3 浇注系统的排布296.4 主流道的设计296.4.1 主流道尺寸设计：.306.5 主流道衬套的设计306.6 分流道的设计316.7 浇口设计336.8 冷料井的设计346.9 浇注系统的校核357 排气系统的设计 .367.1 排气结构的作用367.2 排气结构的设计378 成型零件的设计 .378.1 凹模结构设计378.2 凸模结构设计378.3 成型零件工作尺寸计算388.4 计算结果的汇总398.5 模具钢材的选用419 模架的确定 .4110 抽芯机构的设计 .4410.1 抽芯机构设计原则4410.2 抽芯机构的类型4410.3 滑块的设计4410.4 斜顶的设计4611 温度控制系统的设计 .4711.1 冷却系统设计原则4711.2 冷却系统相关参数设计4711.3 冷却水道的排布4812 脱模机构设计 .4812.1 脱模机构设计原则4812.2 脱模力的计算4812.3 推出零件及尺寸的确定4913 导向定位机构 .5113.1 导向定位的作用5113.2 导柱导套设计原则5113.3 导柱导套的参数设计5214 爆炸图 .5215 总结 .53致谢 .54参考文献 .55第 1 页 共 55 页1. 绪论1.1 我国塑料模具行业的发展现状和前景模具是一种有特定形状跟精确尺寸的型腔工具，它通过自身的所具有特定的形状去成型一定外形和尺寸的产品。随着现代工业的发展，模具的应用越来越广泛，在汽车、电子、航空航天、建材、电气及通讯设备等产品中，约 60%80%的零件都是依靠模具加工的。塑料模具是模具工业的重要组成部分。据中国模具工业协会估算，我国塑料模具在整个模具行业中占据约为 45%的比重，而其中注塑模具占比例最大。随着汽车、医疗器械、通信、电器等行业的飞速发展, 塑料模具的发展前景十分广阔。现今此年产值十亿人民币元以上的模具公司已高过 40 家，年产值超过三千万人民币的公司已高过 200 家。模具设计制造基地已有相当大的规模，最近几年已经超过十个模具基地，而且还有几个模具集聚产品制造基地正在建设中，在我国模具产业的前进发挥了积极的促进作用。在塑料模具贸易方面，我国塑料模具已出口到全球 40 多个国家和地区， 2015 年，我国塑料模具（含橡胶模具）出口交易额达 33.84 亿美元。1.2 本课题的意义如今，在我们生活中随处可见各种各样的数码智能产品，比如智能电视机、电脑、投影仪等等。而当我们需要这些设备工作时，就会需要用到相应的控制设备遥控器。现在每个人的生活、工作、学习都离不开这些产品，在设备多样化的同时相应的控制装备也会增多，用起来不够方便。因此，根据这种现状，本课题研究的是一种多功能的遥控器，这种遥控器集无线鼠标、智能网络播放器、智能电视机、PPT 翻页笔、投影仪等多种设备的控制功能于一身，一个遥控器便起到以前多个遥控器的功效，方便省事，故该研究在现实生活中具有一定的意义。该产品采用 ABS 材料制成，整体设计简洁大方，生产成本较低，采用一模两腔，可大批量生产，可自动化生产，生产效率高。1.3 注塑成型材料介绍及分类塑料原料是注塑成型过程中不可或缺的一个重要部分，它是塑料成型的基础，没有原料，就没有产品的产生。在日常生活中使用的塑料不是纯物质，它是由高分子材料制成的固体材料，由于塑料具有高强度、耐磨性、低密度、优良的模塑工艺等诸多优点，所以塑料得到了广泛的应用。第 2 页 共 55 页根据不同的要求，塑料有以下不同的分类。1. 塑料的分类（1） 按塑料受热后的性质分：热塑性塑料：主要由聚合反应而成，分子为链状或树枝状，分子在受热后变为流动状。故热塑性塑料具有加热后变软、冷却后变硬，能够反复多次成型的特点。热固性塑料：其主要由聚缩反应得到，分子在固化前为链状或树枝状，固化后为网状。故热固性塑料首次加热时可以变软流动，但此后加热便无法再次变软。（2） 按塑料用途分：通用塑料：这类塑料的用途较为常见，成型工艺性比较良好，其缺点主要是综合力学性能和耐热性较低，该类塑料成型额塑件无法在承载要求较高和较高温度的工作环境下使用。工程塑料：这类塑料具有突出的力学性能和耐热性，可以替代金属同于工程材料，能用于制造承载结构件。（3） 按树脂大分子的有序状态分：无定型塑料：该类材料的树脂大分子无序排列，在纯树脂状态下，该材料呈透明状。结晶型塑料：这类材料与无定型塑料相反，其分子排列是有序的，塑料熔体由熔融状态冷却定型为塑件过程中，分子链有序地堆砌并产生结晶结构，这种结构只存在热塑性塑料中。2. 塑料的特性塑料在使用和加工过程具有以下特性：（1） 可塑性：通过加热使其软化，注入模具经冷却后凝固为塑件。（2） 质量轻：与金属相比，其质量较轻。（3） 强度较高：强度比金属稍低，但比玻璃、陶瓷等强度高。（4） 耐腐蚀性：塑性不会像金属一样会生锈，不受酸碱盐油类腐蚀。（5） 良好的加工性能：塑料制造塑料零件时，成型工艺简单，生产效率高。1.4 简述注塑成型原理及工艺注塑成型是热塑性塑料制品的主要成型方法。注塑模具在整个塑料模具中占有绝对比例, 由于其成型周期短, 可用于复杂形状的塑料制品, 精确的尺寸要求高的塑件, 具有较高的生产效率, 可批量化生产, 并能实现自动化生产等诸多优点。因此被广泛地应用于塑料制品的生产活动中。但同时又因为存在成型所用的设备和生产模具的费用较高等缺陷，故不适用于单件生产或小批量生产的制件。1. 注塑成型原理第 3 页 共 55 页烘烤干燥后的粒料通过成型机的料斗进入成型机料筒，在加热片加热和螺杆产生的第 4 页 共 55 页剪切热作用下，塑料从由固态变为熔融状态，熔体在成型机头处聚集计量，达到所需计量后，螺杆停止转动，变为向前运动状态挤压熔体前进，熔体通过喷嘴注射到腔体中，在一定的压力保持和冷却周期之后，打开模具，成型机的顶出装置将产品顶出，获得所需的产品。2. 注塑成型的工艺注塑成型工艺主要包括三阶段: 注塑前准备、注塑过程和产品后处理。该过程大致显示如下图 1-1 中。图 1-1 注射成型工艺过程3. 简述注塑成型工艺规程的制定步骤注塑成型的工艺规程它是生产塑料制件的重要文件，它在产品的生产前期和整个生产过程中起到指导性的作用，其主要包含下列几个方面：（1） 分析产品。（2） 确定塑件的成型方法及工艺流程。（3） 选择模具结构及类型。（4） 选定成型的工艺条件。（5） 注塑机的选择和其他工具。（6） 制定工序质量标准和检验项目的方法。（7） 制订技术安全措施。（8） 完成工艺文件的编写。1.5 注塑模具的分类介绍注塑模具用于生产塑料产品的一种工具。按照成型特性可分为热固性模具、热塑第 5 页 共 55 页性模具；按照成型工艺可分为注塑模具，吹塑成型，传塑成型模具等，其中注射模具根据不同的浇注系统可分为冷、热流道注射模具，按照装卸方式又分为固定式、移动式注射模。1. 注塑模具的基本结构模具结构的复杂程度取决于产品的形状、型腔的数目、以及对注射机的选用等等。但本质上，模具都是由动模和定模这两个部分组成的。各零件相互组合起来形成一套完整的模具结构。模具的七大系统如下：（1） 浇注系统：将原料从注射机喷嘴引向闭合模腔中。（2） 成型系统：赋予成型材料尺寸、形状及结构。（3） 导向定位系统：保证模具进行开合动作的准确性。（4） 顶出系统：塑胶模具顶出系统一般包括：顶针、前后顶针板、顶针导杆、顶针复位弹簧、顶针板锁紧螺丝等几部分组成。当产品在模具内成型冷却后，模具前后模分离打开，由推出机构将产品顶出。（5） 冷却系统：保证塑料在型腔内快速固化成形。由冷却水道、水嘴等组成。（6） 排气系统：其作用是减小塑胶的充填阻力和产品的质量。当要求较高时，可以开设凹槽排气口，以将空腔中的空气和进入熔融材料中的气体排出。无特殊要求时，借助分型面即可进行排气。（7） 抽芯系统：当产品有侧孔、侧凹时需要设计抽芯系统，这样才能保证产品能 够顺利成型并脱模。1.6 模具设计的基本流程模具设计是一个复杂的过程，只有了解模具设计的基本流程，我们才能顺利的开展工作。模具设计的流程大致如下：1. 接受任务书 主要包括塑件的形状、技术要求、产量要求、材料等内容。2. 收集分析资料 分析塑件的工艺性、尺寸精度要求、产品的几何结构，初步确定成型方法、设备的选择、模具的类型等。3. 模具详细结构方案 拔模角度跟方向、成型零件的结构形式、导向定位装置、是否抽芯等。4. 图纸的绘制 2D、3D 图、装配图的绘制。5. 完成图纸设计。6. 校核、审图。7. 试模、修模。8. 整理资料并归档。第 6 页 共 55 页2塑件的成型工艺分析本文设计的是一个多功能遥控器上盖，如下图 2-1 所示。图 2-1 零件的 3D 模型及尺寸1. 塑件表面质量要求塑件的外形美观平整，表面的粗糙度取 Ra0.8m，内表面的粗糙度无特殊要求。2. 塑件的尺寸公差、精度等级尺寸的公差标注有下列三个方面：（1） 产品上面的孔的公称采用下偏差为 0，上偏差为正 。（2） 产品上的轴的公差采用上偏差为 0，下偏差为负 。（3） 中心距尺寸的公差选用上偏差为正 /2，下偏差为负 /2 。塑件的尺寸公差可根据 SJ372-78 塑件公差数值标准进行设计，本次设计的塑件的精度等级 MT3，尺寸公差如下表 2-1 所示。第 7 页 共 55 页表 2-1 尺寸公差未标注公差尺寸（mm） 公差类型 变换尺寸（mm）140 A 14000.6450 A 5000.34138 A 138+0.64048 A 48+0.3407 B 700.161 B 100.3260 B 60+0.300.3050 B 50+0.270.2744 B 44+0.270.2735 B 35+0.250.2517 B 17+0.200.2014 B 14+0.190.1913 B 13+0.260.2662 B 62+0.300.3058.5 B 58.5+0.300.3052.5 B 52.5+0.300.3042.5 B 42.5+0.270.2734.5 B 34.5+0.250.2525.5 B 25.5+0.230.238.4 B 8.4+0.180.1810 A 10+0.16036 A 36+0.3008 A 8+0.160注：A 表示塑件的尺寸不应模具活动而影响；B 表示塑件尺寸受模具活动部分影响。2.1 脱模斜度的设计 1. 设计脱模斜度的目的进行设计时，考虑塑件内外壁具备足够的脱模角度是非常必要的，它便于塑件从模具中顺利顶出，防止产品顶白、顶高、顶穿，减少过长的冷却时间，缩短成型周期，提高产量。2. 设计脱模斜度的原因第 8 页 共 55 页高压溶胶在型腔中固化后，依旧对型壁有一定的压力，尤其是对凸模有较大的包紧力。产品脱出时，沿包紧力方向会产生摩擦阻力。脱模斜度越大，其摩擦阻力便越小，顶出越顺利。3. 脱模斜度相关因素及选取原则脱模斜度的设计要点如下：（1） 塑件的精度有比较高的要求时，需要将脱模斜度设计得小些。（2） 产品形状较为复杂的，其相应的顶出阻力也越大，应设计较大的脱模斜度。（3） 收缩率大的产品的，它的拔模角度要大一些。（4） 尺寸较高、较大的塑件，采用较小的脱模斜度。（5） 材质较硬的塑件与较软的塑件相比，脱模斜度较大。由于产品材料选用 ABS,根据下表 2-1 将产品的脱模斜度选为 1。表 2-1 常用塑件脱模斜度 1脱模斜度参照图 塑料名称凹模（a2） 型芯(a1)聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、软聚氯乙烯、2545 2045硬聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚砜3540 3050聚苯乙烯、有机玻璃、ABS、聚甲醛35130 301热固性塑料 2540 2050下图 2-2 是借助软件对塑件进行拔模分析结果。第 9 页 共 55 页图 2-2 拔模分析结果第 10 页 共 55 页从图中结果看出，塑件的拔模斜度已符合设计要求。2.2 塑件的壁厚设计分析注塑制品在使用中必须要求具有一定的厚度，从而达到足够的强度以满足物理和机械性能的需要，同时也是为了塑料在注射成型时保持良好的流动状态。从经济学角度看，厚壁制品不仅增加了材料成本，延长了周期、冷却时间。从产品设计方向分析，过厚的产品容易产生气穴。会大大降低了产品的刚性及强度。因此,合理选择制品的壁厚是很重要的。壁厚的设计原则如下：1. 在满足制品结构强度和使用性能的条件下，尽量采用较小的壁厚。2. 产品壁厚的选用要能够承受顶出装置等的碰撞与振动。3. 保证贮存、搬运过程中强度所需的壁厚。4. 尽量减小产品各部分的厚度差，将其控制在 30内。常用塑料的壁厚见下表 2-2表 2-2 常见塑料的壁厚推荐值 2材料名称 最小壁厚 常用壁厚 最大壁厚聚丙烯 0.64 2.0 4.53共聚甲醛 0.38 1.57 3.18聚苯乙烯 0.76 1.57 6.53ABS 0.76 2.30 3.18聚酰胺 0.38 1.57 3.18纤维素塑料 0.64 1.90 4.75ABS 塑料件的厚度多才采用 13，形体较大的制品为 36。塑件的厚度超过8或者小于 0.5时，都对成型不利。图 2-3 塑件的厚度分析第 11 页 共 55 页如图 2-3 所示，塑件的平均壁厚为 1，最大壁厚为 2，在本设计中塑件的壁厚设计符合要求。2.3 材料的选择分析本设计塑件采用 ABS 材料，由于 ABS 的流动性较好，因此具有良好的成型性。但由于其存在较强吸湿性，故在进行生产前必须对原料进行充分的干燥，表面质量要求高的塑件，必须进行不短的时间的干燥。ABS 的主要性能指标如下表 2-3 所示：表 2-3 ABS 性能指标 3类别 参数 类别 参数密度/g -3 1.021.08 屈服强度/MPa 50比体积/ 3g-3 0.860.98 拉伸强度/MPa 38吸水率( ) 0.20.4 拉伸弹性模量/MPa 1.410 熔点/ 130160 抗弯强度/MPa 80计算收缩率() 0.40.7 抗压强度/MPa 53比热容/J () -3 1470 弯曲弹性模量/MPa 1.410 2.4 ABS 塑料的成型工艺1. 干燥与染色 ABS 的吸水性并不是很高，如果对原料进行良好的密封与储存的话，则不用进行干燥操作，不然就需要进行干燥脱水。温度为 7085，料层的厚度为 2030，干燥时间 24h。2. 模具的工作温度 加工温度的增加对 ABS 塑料的流动性并不会产生显著的增强效果，相反会导致橡胶分解，降低熔体的流动性。因此在成型加工时，要严格控制成型温度，使之在允许的工艺要求范围内。模具温度一般在 5055，为提高塑件外观质量，避免或减少熔接痕跟缩痕，以及减小变形，通常将模具温度提高到 7075，当然也可以适当增加保压时间。3. 注射压力 注射压力和很多因素有关，其大小主要由塑件的结构和壁厚决定。原则上，在注射时，熔体的压力降（流动阻力）大，要选用较高的注射压力；反之则选较低的压力。4. 注射速度 成型时选用适中的注射速率能够使产品获得更好的质量。注射速度不宜过大时，否则原料易分解。但对壁厚较薄的塑件，它的注射速度则需要高一些。5. 成型周期 ABS 的成型时间一般在 80s 内。6. 塑件后处理 ABS 的缩水率相对较小, 一般在 0.004 到 0.007 之间, 但内部应第 12 页 共 55 页力很容易产生。因此, 塑料件在成型后必须经过热处理。热处理条件: 70的热第 13 页 共 55 页空气中处理 24h。通用 ABS 塑料成型条件如下表 2-4 所示表 2-4 通用型 ABS 成型工艺条件成形条件 柱塞式 螺杆式后段 180200 180200中段 190210 190210前段 210230 200210料筒温度/喷嘴 200230 180200模具温度/ 4080 4080注射压力/MPa 100140 70100注射时间/s 35 35周期/s 1580 1580原料允许含水量（） 0.1 0.1熔体温度/ 180220 1802203 塑件的 CAE 分析3.1 CAE 的定义与作用CAE 是 Computer Aided Engineering 的缩写。在塑胶领域，Moldflow 是其中的一个具有代表性的 CAE 分析软件。在进行注塑模具设计时，为了设计效率的提升和保证质量，我们在设计过程中会借助一些 CAE 分析软件来协助我们设计。本文借助 Moldflow Plastics Insight 来协助完成。CAE 分析具有以下优点：1. 使产品的设计更具合理性。2. 缩短设计和分析的循环周期。3. CAE 能在整个生命周期内预测产品的可靠性。4. 优化设计，找出最优设计方案，降低成本。CAE 可以作为一种注射实验工具，用于检测和预测问题的发生。通过分析，可以从理论上直观、清晰地认识问题。从理论上预测和把握实际的成形现象，从而发现问题，降低风险。CAE 的作用只要是对工艺、设计方案进行优化，但方案的优化不是一个自动进行的过程，它需要经验的结合，而经验又通常无法把握度，CAE 虽然能把握度，但跟实际不能吻合。因此，在实际应用中，CAE 软件必须跟经验相结合才能真正实现其价值，所起的效果才最明显。3.2 Moldflow Plastics Insight 的介绍及分析流程Moldflow Plastics Insight 是 Moldflow 软件中的一大版块，它是做专业性的模流分第 14 页 共 55 页析的软件。Moldflow Plastics Insight 能够在计算机上模拟分析整个注塑成型的过程，其中包括充填、保压、最佳浇口位置、冷却系统、翘曲变形最佳成型工艺等，可用于模具设计的早期阶段，以发现将来可能出现的问题。提高了测试模具的成功率，从而缩短了生产的周期，降低了制造的成本 2。Moldflow Plastics Insight 为用户提供了多种分析类型，主要有：1. 流动分析（Flow ）：模拟热塑性塑料注射过程中的保压和充填阶段，进而预测塑料熔体的流动性，该模块可以协助用户确定最佳的浇口位置、充填时间、压力及温度分布的功能，确定和纠正潜在的产品收缩变形和翘曲等不良。2. 冷却分析（Cool）：为用户提供冷却回路、镶件及冷却系统分析的工具。其功能是优化模具的冷却水路，从而获得最佳的冷却效果，缩短循环的时间，降低模具的成本。3. 翘曲分析（Warp）：预测因成型工艺造成的产品收缩和翘曲，能够优化设计、材料的选择及工艺的参数。4. 充填分析（Fill）：通过这个模块，能够获得最佳的浇注系统。分析产品的充填是否合理、是否平衡及充填是否完整。5. 浇口位置分析（Gate Location）：借助这个工具，可以分析出最佳的浇口位置。6. 流道平衡分析（Runner Balance）：协助判断流道是否平衡合理，并给出最佳的平衡方案。浇注系统的平衡是非常重要的，它保证产品的质量的同时也确保了不同型腔中产品的质量的一致性。7. 应力分析（Stress）：预测在各种载荷条件下，产品成型后的性能。8. 收缩分析（Shrink）：在工艺参数和材料的特性基础上，预测材料缩水率，并准确地预测出不同于翘曲分析的线性收缩率，帮助用户确定产品主要尺寸合理的公差范围。9. 纤维分析（Fiber）：预测含有纤维材料的流动，判断并控制纤维取向，减小产品的收缩不均，达到减小或消除产品的翘曲。第 15 页 共 55 页图 3-1 为 Moldflow Plastics Insight 分析流程图 3-1 Moldflow Plastics Insight 分析流程3.3 导入分析文件及划分网格首先将 UG 建立的三维模型文件导出 STL 格式文件，然后使用 Moldflow Plastics Insight 打开 STL 格式的文件并进行网格划分。Moldflow Plastics Insight 提供了三种网格类型：中层面网格（Midplane） 、双层网格（Fusion） 、3D 实体网格（ Solid 3D） 。由于本设计中的产品属于薄壁壳体，故选用双层面网格（Fusion）类型，取外表面部分来进行分析。在 MoldFlow 中，对于表面网格分析有一个匹配度的要求，对于表面看起来是薄壁件的，需要检测匹配度，MoldFlow 建议流动充填分析匹配度要大于 85%，需要翘曲分析的，要大于 90%。由上表分析可知采用网格边长 1.2 即可满足要求。网格划分参数具体如下表所示：导入产品模型划 分 网 格网 格 诊 断 并 修 复建 模选 择 分 析 次 序选 择 分 析 材 料设 置 成 型 工 艺 参 数分 析 开 始分 析 结 构 判 读制 作 分 析 报 告第 16 页 共 55 页表 3-1 网格划分参数网格类型 网格边长（） 合并公差（） 网格单元数量 最大纵横比 匹配率（）4.26（默认值） 5444 75 79.72 11816 75 851.5 15998 66.7 89.1双层面（Fusion）1.20.122204 50.8 903.4 网格统计与修复结果查看对于表面网格模型，网格信息必须满足下列原则：1. 连通域个数：12. 自由边和多重边个数：03. 交叉单元：04. 配向不正确单元：05. 完全重叠单元：06. 纵横比一般在 1020 内。7. 网格匹配率应大于 85。8. 零面积单元个数：03.4.1 网格统计表 3-2 网格统计项目 参数147.988 修复前 修复后三角形 21890 20022表面积 148.622 147.988纵横比 50.8 9.9自由边 0 0多重边 32835 30033配向不正确单元 0 0相交单元 0 0完全重叠单元 0 0匹配率 90.2 91.6相互率 8.7 89.0第 17 页 共 55 页网格修复后，纵横比小于 10，匹配率为 91.6，达到了分析要求。第 18 页 共 55 页3.4.2 网格诊断结果查看连通性诊断效果网格取向诊断出现次数诊断3.5 最佳浇口位置分析最佳浇口位置的分析结果如下：图 3-3 系统分析的最佳浇口位置根据系统分析结果显示的最佳浇口位置位于塑件的外上表面，但由于本塑件的表面质量较高，因此不能将浇口设在此处。须另设浇口位置。第 19 页 共 55 页下表 3-3 针对两个不同浇口位置进行充填分析。表 3-3 两种不同浇口位置的充填分析方案 1 方案 2充填时间结果分析 充填时间表示的是熔体充满型腔的时间，通常上，充填时间短，则表示从浇口位置至模腔各处末端距离近似相等，流动便越平衡。通过两图的比较可知，方案 2 与方案 1 时间相差不大。流动前沿温度分析结果判读流动前沿温度可以判断料流前锋的温度情况。流动前沿温度要确保在原料使用的温度范围内；要防止前沿温度下降过快，避免出现短射和滞流的情况；温差要在 20内。两种方案最高温度均为 240，温差也几乎一致。总体温度第 20 页 共 55 页分析结果 总体温度尽量要分布均匀，温差要尽量小。局部温度过高将会影响到塑件的质量。方案一温差为 33.9，方案 2 的温差为 29.3。故方案 2 温差较方案1 小，更符合成型要求。气穴分析结果 气穴要及时消除，否则会导致烧焦、缺料等缺陷。由图可知方案 1 气穴较多，方案 2 更符合成型要求。锁模力 最大锁模力：11.0917 最大锁模力：11.1481 tonne分析结果 成型中为降低能耗，希望最大锁模力较小。方案 1 最大锁模力为 11.09tonne,方案 2 最大锁模力为 11.15tonne，故方案 1 更符合要求。压力结果分析 成型过程中希望最大的压力要尽量小，并且其分布要尽量均匀，从图中可知，两方案的压力分布基本一致且最大压力值相差不大。熔接线第 21 页 共 55 页分析结果 过多的熔接线会导致产品的强度降低，由图可知方案 2 的熔接痕更少，更符合成型要求。最终方案确定综合分析可得，方案 2 除了“锁模力”外，其余几项均比方案 1 好，因此浇口位置可设在方案 2 的位置。3.6 流动分析流动分析是对注塑成型过程中充填和保压压力的分析。主要参数为保压时间和保压压力。分析的目的是为了降低在成型过程中因为保压引起的翘曲跟收缩等缺陷。下表是首次分析结果：项目 首次分析结果顶出时的体积收缩率顶出时的体积的缩小率应尽量分布平衡，并且应控制在 3内，本次分析收缩率范围第 22 页 共 55 页在 0.28796.882间，没有达到要求，需改善。压力分布曲线该图是进料口节点、浇口节点、充填末端节点及塑件上随机选取的两点的压力曲线图，由图可知，各节点的压力曲线分布并不均匀，有待改善保压曲线优化分析保压曲线一般分为两段，恒压和下降阶段。保压曲线各阶段由以下三个阶段确定：注射时间 T1、恒压段时间 T2 及下降阶段时间 T3。T1：由图可知 V/P 切换位置时间为 0.37s，故 T1=0.37s；T2；T 2 是充填末端压力的峰值时间与压力为 0 时的时间的平均值，故T2=（3.256+1.043）/2=2.148sT3；由浇口处的冷凝时间决定，T 3=30.33s。通过以上的分析，优化后的保压曲线为：恒压阶段：T a=T2-T1=2.148-0.37=1.78s下降阶段：T b=T3-T2=30.33-2.148=28.18s。下面进行保压曲线的优化。下面是优化后分析结果项目 优化后分析结果第 23 页 共 55 页顶出时的体积收缩率顶出的体积收缩率如图所示，收缩率为 0.5210.6891，比第一次的体积收缩率更均匀。压力分布曲线由图可知，优化后的压力曲线分布明显比上一次更均匀了。优化方案有一定的效果。3.8 冷却分析冷却是指熔体在充填和保压后，通过冷却系统的作用，使塑件冷却并固定成型，直到塑件顶出的过程。冷却时间在整个成型所需要的时间内占了 7080，由此可见，一个好的冷却系统能够很大程度上减少成型时间，降低成本，提高效率。下图 3-4 给出了塑件与有效的冷却水管之间的关系第 24 页 共 55 页图 3-4 冷却水管与塑件的关系根据塑件的壁厚，设定此次分析中冷却水管的直径均为 8，塑件与制品的间距均为 15。下面对不同的方案进行分析项目 方案 1 方案 2回路冷却液温度一般要求冷却液出口的温度比入口的温度不能超过 3，分析结果看出，这两种方案都满足要求。零件的平均温度一般地，产品上下表面的温差不能 10，由于两种方案的温差均超出该范围，冷却效果不够理想，故需另设计方案。方案 3（优化后）经过综合考虑后，决定对冷却水道的排布方案进行改变，下面是改善后的水道分布形式及分析结果。编号： 毕业设计(论文)开题报告题 目： 多功能遥控器上盖的注 塑模具设计及 CAE 分析 题目类型： 理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发2018 年 3 月 10 日毕业设计（论文）开题报告1本课题的研究内容、重点及难点如今，在我们生活中随处可见各种各样的数码智能产品，比如智能电视机、电脑、投影仪等等。而当我们需要这些设备工作时，就会需要用到相应的控制设备遥控器。现在每个人的生活、工作、学习都离不开这些产品，在设备多样化的同时相应的控制装备也会增多，用起来不够方便。因此，根据这种现状，本课题研究的是一种多功能的遥控器，这种遥控器集无线鼠标、智能网络播放器、智能电视机、PPT 翻页笔、投影仪等多种设备的控制功能于一身，一个遥控器便起到以前多个遥控器的功效，方便省事，故该研究在现实生活中具有一定的意义。该产品采用 ABS材料制成，整体设计简洁大方，生产成本较低，采用一模两腔，可大批量生产，可自动化生产，生产效率高。研究内容在本设计中，利用计算机辅助软件 UG 建立产品的三维模型，然后借助Moldflow 对产品模型进行 CAE 分析，通过仿真模拟在注射过程中的充填、冷却分析，确定其最佳的浇口位置，冷却系统方案，进而提升设计质量，缩短设计周期。最后再利用 UG 的注塑模向导对产品进行模具的设计。重点本毕业设计的主要工作是
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