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摘 要 本文先介绍 件 的主要特征及优点与作用， 对 1手机壳进行模流分析，通过 划分网格与浇口匹配特性来选择合适的浇口位置，并且通过分析模拟产品在生产过程中是否会在外观面出现熔接痕气穴等一系列的问题。文章对比两种不同的冷却水路排列方式，分析冷却回路压力以及热去除效率以此来选择合适的的冷却方案。 关键词：模流分析； 冷却方案 ；浇口位置 目 录 前 言 . 1 1 件介绍 . 2 要特征和优点 . 2 析功能简介 . 2 模流分析的 作用 . 2 2 零件工艺性分析 . 3 件图样与工艺性 . 3 件图 . 3 件工艺性 . 3 料 . 3 3 分析流程 . 4 建工程 . 4 入塑件 . 4 成网格 . 4 料设置 . 5 口位置 . 6 佳浇口位置 . 6 口匹配特性 . 7 . 7 4 单个零件分析 . 8 体温度 . 8 切速率、体积 . 8 填时间 . 9 穴 . 9 品一出二的选择 . 10 5 一模两腔分析 . 11 穴 . 11 体温度 . 11 切速率、体积 . 12 填时间 . 12 接线 . 13 模力 . 13 射位置压力 . 13 6 分析报告 . 15 射机要求 . 15 度 . 15 射设置 . 15 动结果 . 15 个零件流动分析 . 15 模两腔零件流动分析 . 15 却回路压力 . 15 路热去除效率 . 16 却分析报告 . 17 却 . 17 冷却液 . 18 型腔温度结果 . 19 终分析结果 . 19 总 结 . 20 致 谢 . 21 附 录 . 22 参考文献 . 23 1 前 言 近几年来 ，我国计算机设计技术及制造技术在不断发展与进步，尤其在注塑模具中的应用越来越广泛。现如今，计算机辅助技术已开始广泛运用到塑料产品设计以及注塑模具设计的过程中。其 一种专业化的 件，在注塑模设计中有着重要的应用价值 。 据统计 2015 年模具产值达到了 2500 亿，这是国家制造业重要的一部分。现在制造行业发展迅速，为了适应大时代的需求 ， 就必须要学会使用软件来进行设计制造，以提高设计的效率。通过软件的分析我们可以 得到 理论上最 佳 的方案，以 此 得到质量较高的零件。 该软件的模拟仿真系统十分强大 ,可以让使 用者客观的了解关于熔接痕位置、困气、流动时间、压力和温度分布等准确信息。它不仅可以分析每一个制件，还可以分析各种方案，快速优化每一个方案。在分析完成之后，可以将分析结果通过网络与其它技术人员共享。本文就是通过软件分析得到最优的冷却方案以及浇口位置的选择。 2 1 件介绍 要特征和优点 该软件可以进行最佳 浇口 位置分析也可以自行选择 浇口 位置来进行选择，为我们提供了数据和图样上的参考，在浇口位置完成之后可以设置流道的样式以及尺寸通过分析得到的数据图样来选择不同的浇 口，以及流道方式，在确定流道后可以通过冷却系统 的分析 来对 设计 模具提供参考，以达到最佳的冷却方案。 可以分析验证模具的合理性对生产过程中会产生的一些问题比如熔接缝；气穴等等缺陷进行分析，以此来对产品结构进行优化，通过修改得到最佳的塑件 析功能简介 们可以通过该软件对塑件进行完整的分析，其中的材料选择十分重要，该功能可以为制造商提供在不同材料时的不同分析数据， 以此 为制造商在不同的需求下选择不同的材料 提供参考 ，以此来控制加工的成本，也可以分析得到 需要 大概多大注射压力 的注塑机和需要注塑多长时间 。 模流分析的作用 1）验证模具的正确性与合理性； 2）对产品结构的优化与分析； 3 2 零件工艺性分析 件图样与工艺性 件图 现如今手机越来越多样化，相应的就产生了各式各样的手机壳，常见的材料有：硅胶 、硬塑 、 软塑 、 皮革等。如图 21塑料手机壳零件图。 图 1件 件工艺性 该零件采用注塑加工的方式进行加工，生产批量为大批量。 手机使用过程中会产生一定的热量，所以在选取材料 的时候要选取具有耐热性的材料，鉴于塑件使用直接接触人体所以选择无毒性耐热性能较好的材料。 料 塑件材料选用 由 混合物所产生的热塑性材料， 该材料具有抗冲击强度高，化学性能稳定耐惹等等一系列的优点，所以该材料现在广泛应用于汽车内饰以及手机保护壳和汽车保险杠，家用塑料产品和大灯等等一系列塑料产品上。 4 3 分析流程 建工程 打开 择文件中新建工程如图 3 图 3入塑件 鼠标左键选 择菜单栏中的导入选项，导入在三维软件中绘制完成的注塑件如图 3以导入零件。 图 3成网格 鼠标点击菜单栏中的创建网格，在子菜单中选择生成网格如图 3示，可以选择调整曲面上的全局边长大小来调整划分的网格的细密程度。划分完成后的零件图如图 3 5 图 3图 3料设置 在左侧任务栏中，有一个材料选择项，通过搜索找到我所需求的材料 择确定将该材料设置为我们所需要的材料如图 3示。 6 图 3口位置 如图 3择浇口位置，点击确定，开始分析最佳浇口位置。 图 3口分析 佳浇口位置 根据 浇口位置的各项数据均较好。 7 图 3口匹配特性 浇口匹配特性表示浇口位置合理性的因子分布图，因子值越小，浇口位于这个位置的成型合理性 越高，由图可知蓝色位置浇口匹配特性最优。 图 3论 根据 浇口匹配特性的 分析 与 析的最佳浇口位置基本相同，所以可以选择自动分析的浇口位置作为最终的浇口位置。 8 4 单个零件分析 体温度 总体温度是一个中间数据在注射时，是注塑件的平均温度，在注射时是液体流动的平均温度。温度分布应该均匀，防止引起翘曲。 由图 4知该塑件注射时总体温度在 226摄氏度左右温度较为平均 ,不易产生翘曲， 图 4 切速率、体积 实质上的整个截面的剪切速率和体积，是一个中间数据结果，模具设计者可以通过动画的形式查看随着时间变化而变化的剪切速率和体积。如果剪切速率和体积结果过大的时候，熔体会有可能发生降解缺陷。 根据图 4以产品不会发生降解缺陷。 9 图 4填时间 指塑料充填满 型 芯型腔所需要的时间。填充时间短了，产品密度小，易出现不满，或 满了但尺寸小，时间长了，则相反，还可能造成顶出困难。填充时间表达了熔体 的位置 跟随时间变化而变化， 根据图片可知熔体到达两端的时间基本为 图 4穴 在塑料熔料填充型腔的时候会有多股熔料前端包裹空穴或熔料填充至末端由于气体无法排除导致填充不完全所产生的现象叫作气穴。 10 气穴的产生主要会有三种情况，第一种是注塑工艺不当、第二种是模具缺陷、第三种就是注塑原料与注塑件的材料需求不符合。 减少气穴的方法一就是让塑料高温度融化，方法二是加入一些酒精，在高温下利用导流或者沿壁留下的方法就可以减少气穴。 由图可知该产品仅在两端处有少量气穴，并不影响产品外观面。 图 4品一出二的选择 通过实习了解到在实际的加工生产过程中极少数的选择一模多 出，一模多出可以提高效率，但同样的会带来成本的提高以及顶出机构排列不便，不便于模具的拆装等一系列的问题，所以选择常用的一模两腔。 选择一模两腔作为加工方式有以下优点： 1）可以极大的提升注塑产品的产能； 2）可以降低生产成本； 3）提高生产效率 4）塑件较小，可以顺利走胶改善塑件品质 11 5 一模两腔分析 穴 图 5由图 5 图 5模两腔气穴 体温度 温度分布应该均匀，防止引起翘曲，总体温度不应超过塑料降解温度。 由图可知产品最高温度 氏度最低温度 氏度。温差不超过 20 度不会引起翘曲。 图 5模两腔总体温度 12 切速率、体积 在一模两腔的状态下产品剪切速率依然无线趋向于 0， 由此可知产品不会发生降解缺陷。 图 5填时间 图 5填充时间表达了熔体跟随时间变化而变化，该零件如图 5效果较为理想。 13 接线 熔接缝就是融化的塑料在注射机的压力下进入到型腔中在不同的地方多股塑料没有完全的融合在一起导致产生的缝隙，熔接缝所在的地方塑件强度很差容易断裂 ,通过降低锁模力，方便排气。可以减少熔接缝的产生注射压力不应该过高过快，由图可知该零件只有一条熔接线 ，且位置处于内孔处不易断裂。 图 5模力 模具的锁模力是指在注射的时侯为克服型腔体内熔体对模具所产生的涨力，而通过注射机施加给模具的力被称为锁紧力 。当融化的塑料以很高的高压注入时会相应的产生一个撑开模具的力量。因此注塑机的锁模部件必须提供足够的 锁模力 来保证模具不会被该力量撑开。 撑模的力量 =成品的开关模方向的投影面积模穴数模内压力 ： 1射位置压力 以观察伴随着时间的改变塑件的 压力的改变数值。该塑件在最高点是接近 40 14 图 5射位置压力 15 6 分析报告 射机要求 最大压力 : 杆增强比率 : 塑机响应时间 : s 注塑机最大锁模力 : 度 熔体温度 : 模具型腔侧温度 : 模具型芯侧温度 : 射设置 注射控制方法 : 注射时间 注射时间 : s 名义流动速率 : (s) ( 却时间 : s 动结果 个零件流动分析 零件和冷流道的总体积 : 切换压力 : 一模两腔零件流动分析 零件和冷流道总体积 : 切换压力 : 却回路压力 16 方案一 如图 60，水管与零件件距离 25，管道数量 5，管道中心间距 30， 零件之外的距离为 120的一模两腔回路压力分析图。 图 6却回路压力 方案二 图 6水管直径 15， 水管与零件件距离 15，管道数量 6，管道中心间距25，零件之 外的距离 120 的，一模两腔冷却回路压力图。 图 6却回路压力 方案一回路压力最大为 案二的效果较好。 路热去除效率 17 方案一 图 6水管直径 10， 水管与零件件距离 25， 管道数量 5， 管道中心间距30， 零件之外的距离 120，的回路热去除效率图。 图 6路热去除效率 方案二 图 6水管直径 15， 水管与零件件距离 15， 管道数量 6， 管道中心间距25， 零件之外的距离 120 的回路热去除效率图。 图 6路热 去除效率 根据方案一和方案二的图片对比在方案一中产品热去除效率并没有方案二的效果优异。 却分析报告 却 网格类型 = 双层面 节点数 = 4680 18 柱体单元数 = 319 三角形单元数 = 8744 四面体单元数 = 0 计算几何体影响的方法 = 理想 冷却分析类型 = 手工 零件单元总数 = 8847 流道单元总数 = 103 模具单元总数 = 564 回路单元总数 = 216 零件末端的坐标 : X Y Z 最大值 小值 向 具末端的坐标 : X Y Z 中心 角 角 口 流动速率 雷诺数 压力降 泵送 节点 进 /出 范围 超 功率超过 回路 回路 ( ( ( 31169 31278 冷却液 入口 冷却液温度 冷却液温度升高 热量排除 节点 范围 通过回路 通过回路 31169 19 31278 型腔温度结果 零件表面温度 - 最大值 = 零件表面温度 - 最小值 = 零件表面温度 - 平均值 = 型腔表面温度 - 最大值 = 型腔表面温度 - 最小值 = 型腔表面温度 - 平均值 = 平均模具外部温度 = 通过外边界的热量排除 = 期时间 = s 最高温度 = 最低温度 = 终分析结果 浇口位置选择在浇口分析的位置，使得充填到两端的时间机泵相同。 零件表面最大温度 45,4026 差较小不易产生扭曲变形。 冷却方案选择： 方案二 水管直径 15 水管与零件件距离 15 管道数量 6 管道中心间距25 零件之外的距离 120。 这一套方案可以使得模具冷却效率更高更快 ， 以此来提升生产效率，延长模具的使用寿命，降低成本。 20 总 结 在大学的学习生涯中，毕业设计是一个十分 重要的环节，是我们正式步入社会参加工作前的一次考校，毕业设计是对我们三年以来学习的总结与提高。 通过模流分析软件对零件的最佳浇口位置进行了确定，为模具结构设计提供了参考。通过冷却分析可以发现冷却系统布置是否合理，以及冷却效果的优劣，对流道系统以及冷却系统进行合理的选择与优化。可以确定注射压力、锁模力、冷却回路压力、熔体温度、保压时间等，以获得的最优的注塑产品。在实际生产中还可以将冷却液温度输入到软件中进行冷却效果分析。因为初次接触模流分析软件，对注塑的工艺的了解也不是十分充足，有许多的方面做得不足。这就要求 我在之后的工作过程中不断地学习。 毕业设计历时两月，从最初的无从下手，到慢慢进入状态，再到完成，回想这段时间的整个过程很难用言语形容，通过这次的毕业设计我拥有了无数难忘的回忆与收获，让我学到了新知识，也让我明白毕业后仍要不断的充实自己。脚踏实地的学习态度是我这两个月来最大的收获。 21 致 谢 三年的学习生涯就这样要结束了，心中有许多的话想说但有不知从何说起。 首先要感谢我的指导老师 周晓刚老师 。做毕业设计的时候遇到了许多的问题，在老师帮助下一一的解决了， 从论文前的开题报告到任务书 再到论文后期的格式调整周老师都给了我许多的建议和意见，即使下班后老师也利用自己的私人时间为我指导毕业论文，在此向老师致以最真挚的谢意。 其次要感谢三年中教导过我的每一位老师，感谢你们这三年来的教诲。 同时也要感谢和我一起度过这三年的同学们 ，你们是我三年的学习生涯中不可或缺的一部分，为我留下了无数美好的回忆。 祝愿即将和我一起走向社会的同学们找到心仪的工作， 完成自己最初的梦想，永不言弃。 22 附 录 附录 23 参考文献 1 刘 琼 . 塑料注塑 . 北京 :机械工业出版社， 2008 2 谢鹏程 . 高分子材料成型 北京 :化学工业出版社 ,2010. 3张珑 . 北京 : 电子工业出版社 , 2013 4 邹继强 . 塑料制品及其成型模具设计 . 北京：清华大学出版社， 2005. 5 洪慎章 . 实用注塑成型及模具设计 . 北京：机械工业出版社， 2006. 6 宋玉恒塑料注塑模具设计手册 北京：航空工业出版社， 1994 7 单岩 , 王蓓，王 刚 . 具分析技术基础 . 北京 : 清华大学出版社 , 2004. 8 高佩福实用模具制造技术 北京：中国轻工业出版社， 1999 9 李代树 京清华大学出版社， 2012 10 王刚单岩 北京：清华大学出版社， 2005 毕业设计（论文）中期检查表 设计（论文）题目 1 手机壳模流分析 检 查 项 目 是 否 综合、补充填写 学 生 填 写 正在按计划完成 （ 有何困难、要求或其它 ） 学生签名： 年 月 日 能完成任务书规定的任务 工作学习态度端正 能遵守纪律、按时出勤 每周与指导教师见面 累积请假课时 无 累积旷课课时 无 每周与指导教师见面几小时 （小时） 指导教师填写 任务书填写完整、规范 （ 遇到的困难、问题或其它 ） 指导教师签字： 年 月 日 正按进度计划进行 学生态度端正、无旷课 每周与学生见面几小时 （小时） 专业负责人 填写 是否按要求进行 （存在的问题或其它） 专业负责人签字： 年 月 日 任务书 一、课题来源、目标及意义 手机已经成为生活中必备的产品，相应的人们对手机的使用也就不可避免的使得手机外表面会有各种损耗，所以一款合适的手机壳也就必不可少。 而对于消耗品来时手机壳的更新换代必不可免，对于追求品质的人来说这也就对产品要求更高，也就对模具要求更高，为了减少生产时出现的问题，我们使用模流分析来提高模具设计的合理性，降低产品的不合格率。 对于塑胶模具设计来说要先分析产品，不同产品因为产品特性不同就有不同的选择，就注塑模而言在产品初期设计之前进行分析有利于避免在后期模具装配完成后产生的一系列 问题，比如产品烧焦，对某些外观件而言不允许出现熔接线，对透明件而言不允许出现明显的气泡和浇口。通过 以大大缩短开发周期，避免产品报废提高产品质量等一系列的问题。这有利于降低模具的开发成本。 二、毕业设计（论文）内容及要求 本次设计将通过对注塑件的分析与计算，合理选择结构，并对各个参数进行校核，对模具的结构有着重要的作用。 对产品的排位是选择一模一腔还是一模两腔，以及对模具的冷却水路进行模拟，以降低产品的生产周期，降低成本，延长模具的使用寿命，根据锁模力，注射量等选择注塑机。 三、 毕业设计（论文）进程安排 序号 设计（论文）各阶段名称 计划时间 1 确定毕业设计（论文）选题并完成选题审批表 2 依据任务书，学生进行准备工作，调研及资料收集 撰写并 完成 开题报告 完成毕业设计（论文）初稿；填写周记 根据指导教师的建议， 完成对 毕业设计（论文）修改 工作，通过 毕业设计（论文）的 查重 ， 整理并 完善毕业设计（ 论文 ） 相关资料，上交毕业设计（论文）所有资料（包含纸质档和电子文 档，周记不得 少于 5 次），并准备答辩 答辩 小组的 评阅 教师审核并量化打分 学生 毕业设计（ 论文 ） 答辩 、参考书及参考文献 1 刘琼 . 塑料注塑 用教程 . 北京 :机械工业出版社， 2008 2 谢鹏程 . 高分子材料成型 论及应用 . 北京 :化学工业出版社 ,2010. 3张珑 . 流分析实用教程 . 北京 : 电子工业出版社 , 2013 4 邹继强 . 塑料制品及其成型模 具设计 . 北京：清华大学出版社， 2005. 5 洪慎章 . 实用注塑成型及模具设计 . 北京：机械工业出版社， 2006. 6 宋玉恒塑料注塑模具设计手册 北京：航空工业出版社， 1994 7 单岩 , 王蓓，王刚 . 具分析技术基础 . 北京 : 清华大学出版社 , 2004. 8 高佩福实用模具制造技术 北京：中国轻工业出版社， 1999 9 李代树 流分析从入门到精通北京清华大学出版社， 2012 10 王刚单岩 具分析应用实例 北京：清华大学出版社， 2005 指导教师（签字） : 院（系）主任（签字） : 毕业设计（论文 ） 周记 专业 模具设计与制造 班级 学号 姓名 周次 1 日期 题 1手机壳模流分析 工 作 内 容 摘 要 经过两年的学习，我的大学生涯也快到了尾声，随之而来的就是毕业设计，本周我确定了自己的毕业设计类型是模流分析，选取的产品是手机壳的末流分析，也参考了往届师兄师姐的设计，对我的毕业设计也有了一个大概的框架与轮廓。 周次 2 日期 题 1手机壳模流分析 工 作 内 容 摘 要 设计的第二周，本周就上周进行了补充对产品的材料以及模流软件进行确定，通过对产品的用途以及特性进行了选材，因为产品直接接触人体所以选择了相对安全的塑料材料。因为班级做模流分析的人相对较少所以想要与同学讨论的问题依然比较少。最后一天开始绘制完整的产品 3 专业 模具设计与制造 班级 学号 姓名 周次 3 日期 题 1手机壳模流分析 工 作 内 容 摘 要 上周完成了产品绘制，这周开始完整的数据分析首先是产品的最佳浇口位置，因为产品的浇口位置决定了产品的成型周期以及成型效果，经过几次的确认完成了最终的产品最佳浇口位。由于产品的浇口位置确定也确定了产品的浇口方式。对流道的选择也有了一个大概的轮廓。 周次 4 日期 题 1手机壳模流分析 工 作 内 容 摘 要 这周开始对产品的冷却系统开始进行确定，对产品的注射温度，冷却方式进行分析与汇总，同而确定产品的结构是否合理，而给出合理的建议与意见来对产品的结构进行优化。确定了注射机的大小与注射压力，对之前的产品分析数据进行汇总，开始编写摘要。 专业 模具设计与制造 班级 学号 姓名 周次 5 日期 题 1手机壳模流分析 工 作 内 容 摘 要 模流分析所需的数据和图片都准备好了，将完成的数据开始整合正式写毕业设计，有合适的格式，将论文的格式进行确认，将内容进行填写，将之前的数据交给老师看了一下，并且将初步完成的毕业设计交由指导老师检查，在检查后准备利用最后一周的时间进行修改与整理。 周次 6 日期 题 1手机壳模流分析 工 作 内 容 摘 要 本周是毕业设计的最后一周，通过上周老师的指导与检查，本周开始了大量的修改工作，从论文的内容到论文的格式以及字体进行全方位的修改，本以为差不多了，后来发现小问题有好多，这就让我也熬夜了几天才完成。毕竟看到自己几周的奋斗成果还是满满的兴奋与成就感。 编号 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 题 目 : 1 手机壳模流分析 学生姓名 : 学 号 : 院（系） : 专业班级 : 指导教师 : 职 称 : 2017 年 5 月 开题报告 一、课题来源、选题依据、课题研究目的、应用价值 手机已经成为生活中必备的产品，相应的人们对手机的使用也就不可避免的使得手机外表面会有各种损耗，所以一款合适的手机壳也就必不可少。 而对于消耗品来时手机壳的更新换代必不可免，对于追求品质的人来说这也就对产品要求更高，也就对模具要求更高，为了减少生产时出现的问题，我们使用模流分析来提高模具设计的合理性，降低产品的不合格率。 对于塑胶模具设计来说要先分析产品，不同产品因为产品特性不同就有不同的选择，就注塑模而言在产品初期设计之前进行分析有利于避免在后期模具装配完成后产生的一系列问题，比如产品烧焦，对某些外观件而言不允许出现熔接线，对透明件而言不允许出现明显的气泡和浇口。通过 以大大缩短开发周期，避免产品报废提高产品质量等一系列的问题， 提前进行模流分析可以减少因为设计问题而导致的模具拆装问题。 有利于降低模具的开发成本。 二、课题研究的基本思路、研究的关键问题和研究手段（途径） 对于手机壳的设计而言，我们首先要考虑我们所设计的塑料件是否符合制造要求，然后 运 用模具注塑 成型工艺及模具设计的基础知识，分析 塑料 件的性能要求， 选择出符合该制件的材料。 之后型芯型腔尺寸的确定、绘制主要零件的零件图、使用 件进行分析和结构优化。 研究的关键问题主要有塑料件材料的选用；塑料件的公差等级；注塑机的选择。 通过老师对塑料模相关知识的讲解和翻阅很多有关注塑模具设计的书籍、文献以及 件书籍，我们会对上述的关键问题逐一解决。 三、论文的主体框架和主要内容概述 想要分析出零件产品，必须掌握 件 的基础 操作 ， 分析塑料零件 必须掌握塑料 成型工艺及模具设计的基础知识， 设计一套完整的塑料模设计一般按以下的步骤来完成： 1）功能分析 2）塑件成型分析 1）塑件的选材 1）分型面的选择 2）型腔的布局 3）浇注系统的设计 4）推出机构的设计 5）模架类型的选择 6）冷却系统的设计 7）排气系统设计 8）型芯型腔结构设计 9）侧抽芯结构设计 10)模具草图绘制 11）模具工作原理 1）型芯型腔结构尺寸计算 2）模具机构尺寸计算 3）侧抽芯尺寸的计算 4）注塑量的计算 5）锁模力的计算 6）注塑机的选择 7）其他尺寸计算 8）注塑机校核 以上 4 点基本上包括了设 计一套模具所需的步骤和要求。 同时，在 之后的设计过程中， 我们将 通过查阅大量资料、手册、标准等，结合教材上的知识也对 塑料 模具的组成结构（ 浇注系统 、 顶料方式 ）有了系统的认识 。 其中在 四、论文工作进度与安排 起讫日期 工作内容 达到要求 确定毕业设计（论文）选题并完成选题审批表 据任务书，学生进行准备工作，调研及资料收集 写并 完成 开题报告 成毕 业设计（论文）初稿；填写周记 据指导教师的建议， 完成对 毕业设计（论文）修改 工作，通过 毕业设计（论文）的 查重 ， 整理并 完善毕业设计（ 论文 ） 相关资料，上交毕业设计（论文）所有资料（包含纸质档和电子文档，周记不得 少于 5 次），并准备答辩 辩 小组的 评阅 教师审核并量化打分 生 毕业设计（ 论文 ） 答辩 五、指导教师意见 指导教 师： 年 月 日 六、所在专业负责人审查意见 专业负责人： 年 月 日 七、参考文献阅读清单（要求 8 篇以上） 序号 题 目（及作者） 出处 （书籍及出版社、期刊名及期刊卷期号等） 1 刘琼 . 塑 料 注 塑用教程 . 北京 :机械工业出版社， 2008 2 谢鹏程 . 高 分 子 材 料 成型 论及应用 . 北京 :化学工业出版社 ,2010. 3 张珑 . 流 分析实用教程 . 北京 : 电子工业出版社 , 2013 4 邹继强 . 塑 料 制 品 及 其成型模具设计 . 北京：清华大学出版社， 2005. 5 洪慎章 . 实 用 注 塑 成 型及模具设计 . 北京：机械工业出版社， 2006. 6 宋玉恒塑料注塑模具设计手册 北京：航空工业出版社， 1994 7 单岩 , 王 蓓 ， 王 刚 . 具分析技术基础 . 北京 : 清华大学出版社 , 2004. 8 高佩福实用模具制造技术 北京：中国轻工业出版社， 1999 9 李代树 流分析从入门到精通 北京清 华大学出版社， 2012 10 王刚单岩 具分析应用实例 北京：清华大学出版社， 2005 苏州健雄职业技术学院毕业设计（论文）评价表 （指导教师用） 学生： 设计（论文）题目： 1 手机壳模流分析 评价 项目 评价要素 评价内涵 成绩评定 满分 得分 检查 选题 质量 01 选题方向 和范围 符合本专业的培养目标，基本达到科学研究和实践能力培养和锻炼的目的。 6 02 难易度 满足专业教学计划中对素质、能力和知识结构的要求，有一定难度，工作量适当。 4 03 理论意义和实际 应用价值 选题符合本学科专业的发展，符合科技、经济和社会发展的需 要，解决理论或实际工作中的问题，并能理论联系实际，具有一定的科技、应用的参考价值。 5 能力 水平 04 查阅和应用文献 资料能力 基本掌握检索中外文献资料的方法，对资料进行初步分析、综合、归纳等整理，并能适当应用。 13 05 综合运用 知识能力 能够综合应用所学知识，对课题所研究问题进行分析，研究目标明确，内容具体，且具有一定的深度。 11 06 研究方法 与手段 较熟练运用本专业的方法、手段和工具开展课题的分析、设计和实施工作。 7 07 实验技能和实践 能力 已基本掌握了专 业技能和研究设计方法，实践能力较强。 9 08 创新意识 能够在前人工作的基础上，进行科学的分析与综合，提出问题，探索解决问题的方法、手段有一定的特色或新意，结论有新见解。 7 设计（论文）质量 09 内容与写作 较完整地反映实际完成的工作，概念清楚，内容基本正确，数据可靠，结果可信。 7 10 结构与水平 结构较严谨，语言通顺，立论正确，论据充分，分析较深入，结论基本正确。 11 11 要求与规范 化程度 符合本院的毕设工作的规范要求，论文中的术语、格式、图表、数据、公式、引 用、标注及参考文献均符合规范。 12 12 成果与成效 有一定的实用价值；有实物作品、实际运行的原型系统；初步得到应用或具有应用前景的成果。 8 综合 意见 100 指导教师签字： 时间： 2017 届学生毕业设计（论文）材料袋 题 目： 1 手机壳模流分析 学生姓名： 学 号： 院（系）： 专业班级： 指导教师： 职 称： 材 料 目 录 序号 名 称 数量 备注 1 毕业设计（论文）选题审批表 1 2 毕业设计（论文）任务书 1 3 毕业设计（论文）开题报告 1 4 毕业设计（论文）指导教师评阅表 1 5 毕业设计（论文）评阅教师评阅表 1 6 毕业设计（论文）答辩记录 1 7 毕业设 计（论文）答辩审查及成绩评定表 1 8 毕业设计（论文）（附所有电子资料） 1 双面打印、装订（封面用牛皮纸） 9 其它材料（如大学生论文检测报告单等） 2017 年 5 月 4 日 毕业设计（论文）答辩审查及成绩评定表 设计 (论文 )题目 1 手机壳模流分析 毕业设计（论文）答辩资格审查 以下各项，已完成的打“”，否则打“” 任务书、开题报告、评阅表等材料齐全 已完成任务书基本要求 无严重违纪现象（如：旷课达 1/3 者、 论文检测总文字复制比大于 50%、违反规定造成重大损失者） 审查结果 指导教师意见：同意答辩 暂缓答辩 签字 ： 年 月 日 评阅教师意见：同意答辩 暂缓答辩 签字： 年 月 日 毕业设计（论文）答辩成绩 答辩小组评审意见： 成 绩（百分制）： 组长（签字）： 年 月 日 答辩委员会评定成绩 组成部分 分值 比例 指导教师评阅分 30% 评阅教师评阅分 30% 答辩成绩 40% 最终得分 毕业设计等第 （ 五级分制 ） ： 答辩委员会主 席 （签 章 ）： 年 月 日 毕业设计（论文）答辩记录 毕业设计（论文）题目 1 手机壳模流分析 指导教师 职 称 工作单位 答辩日期、时间 答辩组成员（签字）： 答辩记录： 记录人（签字）： 年 月 日 答辩组组长（签字）： 年 月 日 摘 要 本文先介绍 件 的主要特征及优点与作用， 对 1手机壳进行模流分析，通过 划分网格与浇口匹配特性来选择合适的浇口位置，并且通过分析模拟产品在生产过程中是否会在外观面出现熔接痕气穴等一系列的问题。文章对比两种不同的冷却水路排列方式，分析冷却回路压力以及热去除效率以此来选择合适的的冷却方案。 关键词：模流分析； 冷却方案 ；浇口位置 目 录 前 言 . 1 1 件介绍 . 2 要特征和优点 . 2 析功能简介 . 2 模流分析的 作用 . 2 2 零件工艺性分析 . 3 件图样与工艺性 . 3 件图 . 3 件工艺性 . 3 料 . 3 3 分析流程 . 4 建工程 . 4 入塑件 . 4 成网格 . 4 料设置 . 5 口位置 . 6 佳浇口位置 . 6 口匹配特性 . 7 . 7 4 单个零件分析 . 8 体温度 . 8 切速率、体积 . 8 填时间 . 9 穴 . 9 品一出二的选择 . 10 5 一模两腔分析 . 11 穴 . 11 体温度 . 11 切速率、体积 . 12 填时间 . 12 接线 . 13 模力 . 13 射位置压力 . 13 6 分析报告 . 15 射机要求 . 15 度 . 15 射设置 . 15 动结果 . 15 个零件流动分析 . 15 模两腔零件流动分析 . 15 却回路压力 . 15 路热去除效率 . 16 却分析报告 . 17 却 . 17 冷却液 . 18 型腔温度结果 . 19 终分析结果 . 19 总 结 . 20 致 谢 . 21 附 录 . 22 参考文献 . 23 1 前 言 近几年来，我 国计算机设计技术及制造技术在不断发展与进步，尤其在注塑模具中的应用越来越广泛。现如今，计算机辅助技术已开始广泛运用到塑料产品设计以及注塑模具设计的过程中。其 一种专业化的 件，在注塑模设计中有着重要的应用价值 。 据统计 2015 年模具产值达到了 2500 亿，这是国家制造业重要的一部分。现在制造行业发展迅速，为了适应大时代的需求 ， 就必须要学会使用软件来进行设计制造，以提高设计的效率。通过软件的分析我们可以 得到 理论上最 佳 的方案，以 此 得到质量较高的零件。 该软件的模拟仿真系统十分强大 ,可以让使用者 客观的了解关于熔接痕位置、困气、流动时间、压力和温度分布等准确信息。它不仅可以分析每一个制件，还可以分析各种方案，快速优化每一个方案。在分析完成之后，可以将分析结果通过网络与其它技术人员共享。本文就是通过软件分析得到最优的冷却方案以及浇口位置的选择。 2 1 件介绍 要特征和优点 该软件可以进行最佳 浇口 位置分析也可以自行选择 浇口 位置来进行选择，为我们提供了数据和图样上的参考，在浇口位置完成之后可以设置流道的样式以及尺寸通过分析得到的数据图样来选择不同的浇口， 以及流道方式，在确定流道后可以通过冷却系统 的分析 来对 设计 模具提供参考，以达到最佳的冷却方案。 可以分析验证模具的合理性对生产过程中会产生的一些问题比如熔接缝；气穴等等缺陷进行分析，以此来对产品结构进行优化，通过修改得到最佳的塑件 析功能简介 们可以通过该软件对塑件进行完整的分析，其中的材料选择十分重要，该功能可以为制造商提供在不同材料时的不同分析数据， 以此 为制造商在不同的需求下选择不同的材料 提供参考 ，以此来控制加工的成本，也可以分析得到需要 大概多大注射压力 的注塑机和需要注塑多长时间 。 模流分析的作用 1）验证模具的正确性与合理性； 2）对产品结构的优化与分析； 3 2 零件工艺性分析 件图样与工艺性 件图 现如今手机越来越多样化，相应的就产生了各式各样的手机壳，常见的材料有：硅胶 、硬塑 、 软塑 、 皮革等。如图 21塑料手机壳零件图。 图 1件 件工艺性 该零件采用注塑加工的方式进行加工，生产批量为大批量。 手机使用过程中会产生一定的热量，所以在选取材料的时 候要选取具有耐热性的材料，鉴于塑件使用直接接触人体所以选择无毒性耐热性能较好的材料。 料 塑件材料选用 由 混合物所产生的热塑性材料， 该材料具有抗冲击强度高，化学性能稳定耐惹等等一系列的优点，所以该材料现在广泛应用于汽车内饰以及手机保护壳和汽车保险杠，家用塑料产品和大灯等等一系列塑料产品上。 4 3 分析流程 建工程 打开 择文件中新建工程如图 3 图 3入塑件 鼠标左键选择菜 单栏中的导入选项，导入在三维软件中绘制完成的注塑件如图 3以导入零件。 图 3成网格 鼠标点击菜单栏中的创建网格，在子菜单中选择生成网格如图 3示，可以选择调整曲面上的全局边长大小来调整划分的网格的细密程度。划分完成后的零件图如图 3 5 图 3图 3料设置 在左侧任务栏中，有一个材料选择项，通过搜索找到我所需求的材料 择确定将该材料设置为我们所需要的材料如图 3示。 6 图 3口 位置 如图 3择浇口位置，点击确定，开始分析最佳浇口位置。 图 3口分析 佳浇口位置 根据 浇口位置的各项数据均较好。 7 图 3口匹配特性 浇口匹配特性表示浇口位置合理性的因子分布图，因子值越小，浇口位于这个位置的成型合理性 越高，由图可知蓝色位置浇口匹配特性最优。 图 3论 根据 浇口匹配特性的 分析与 析的最佳浇口位置基本相同，所以可以选择自动分析的浇口位置作为最终的浇口位置。 8 4 单个零件分析 体温度 总体温度是一个中间数据在注射时，是注塑件的平均温度，在注射时是液体流动的平均温度。温度分布应该均匀，防止引起翘曲。 由图 4知该塑件注射时总体温度在 226摄氏度左右温度较为平均 ,不易产生翘曲， 图 4 切速率、体积 实质上的整个截面的剪切速率和体积，是一个中间数据结果，模具设计者可以通过动画的形式查看随着时间变化而变化的剪切速率和体积。如果剪切速率和体积结果过大的时候，熔体会有可能发生降解缺陷。 根据图 4以产品不会发生降解缺陷。 9 图 4填时间 指塑料充填满 型 芯型腔所需要的时间。填充时间短了，产品密度小，易出现不满，或 满了但尺寸小，时间长了，则相反，还可能造成顶出困难。填充时间表达了熔体 的位置 跟随时间变化而变化， 根据图片可知熔体到达两端的时间基本为 图 4穴 在塑料熔料填充型腔的时候会有多股熔料前端包裹空穴或熔料填充至末端由于气体无法排除导致填充不完全所产生的现象叫作气穴。 10 气穴的产生主要会有三种情况，第一种是注塑工艺不当、第二种是模具缺陷、第三种就是注塑原料与注塑件的材料需求不符合。 减少气穴的方法一就是让塑料高温度融化，方法二是加入一些酒精，在高温下利用导流或者沿壁留下的方法就可以减少气穴。 由图可知该产品仅在两端处有少量气穴，并不影响产品外观面。 图 4品一出二的选择 通过实习了解到在实际的加工生产过程中极少数的选择一模多出， 一模多出可以提高效率，但同样的会带来成本的提高以及顶出机构排列不便，不便于模具的拆装等一系列的问题，所以选择常用的一模两腔。 选择一模两腔作为加工方式有以下优点： 1）可以极大的提升注塑产品的产能； 2）可以降低生产成本； 3）提高生产效率 4）塑件较小，可以顺利走胶改善塑件品质 11 5 一模两腔分析 穴 图 5由图 5 图 5模两腔气穴 体温度 温度分布应该均匀，防止引起翘曲，总体温度不应超过塑料降解温度。 由图可知产品最高温度 氏度最低温度 氏度。温差不超过 20 度不会引起翘曲。 图 5模两腔总体温度 12 切速率、体积 在一模两腔的状态下产品剪切速率依然无线趋向于 0， 由此可知产品不会发生降解缺陷。 图 5填时间 图 5填充时间表达了熔体跟随时间变化而变化，该零件如图 5效果较为理想。 13 接线 熔接缝就是融化的塑料在注射机的压力下进入到型腔中在不同的地方多股塑料没有完全的融合在一起导致产生的缝隙，熔接缝所在的地方塑件强度很差容易断裂 ,通过降低锁模力，方便排气。可以减少熔接缝的产生注射压力不应该过高过快，由图可知该零件只有一条熔接线 ，且位置处于内孔处不易断裂。 图 5腔溶接线 模力 模具的锁模力是指在注射的时侯为克服型腔体内熔体对模具所产生的涨力，而通过注射机施加给模具的力被称为锁紧力 。当融化的塑料以很高的高压注入时会相应的产生一个撑开模具的力量。因此注塑机的锁模部件必须提供足够的 锁模力 来保证模具不会被该力量撑开。 撑模的力量 =成品的开关模方向的投影面积模穴数模内压力 ： 1射位置压力 以观察伴随着时间的改变塑件的压力 的改变数值。该塑件在最高点是接近 40 14 图 5射位置压力 15 6 分析报告 射机要求 最大压力 : 杆增强比率 : 塑机响应时间 : s 注塑机最大锁模力 : 度 熔体温度 : 模具型腔侧温度 : 模具型芯侧温度 : 射设置 注射控制方法 : 注射时间 注射时间 : s 名义流动速率 : (s) ( 却时间 : s 动结果 个零件流动分析 零件和冷流道的总体积 : 切换压力 : 一模两腔零件流动分析 零件和冷流道总体积 : 切换压力 : 却回路压力 16 方案一 如图 60，水管与零件件距离 25，管道数量 5，管道中心间距 30， 零件之外的距离为 120的一模两腔回路压力分析图。 图 6却回路压力 方案二 图 6水管直径 15， 水管与零件件距离 15，管道数量 6，管道中心间距25，零件之外的 距离 120 的，一模两腔冷却回路压力图。 图 6却回路压力 方案一回路压力最大为 案二的效果较好。 路热去除效率 17 方案一 图 6水管直径 10， 水管与零件件距离 25， 管道数量 5， 管道中心间距30， 零件之外的距离 120，的回路热去除效率图。 图 6路热去除效率 方案二 图 6水管直径 15， 水管与零件件距离 15， 管道数量 6， 管道中心间距25， 零件之外的距离 120 的回路热去除