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积木 moldflow 分析

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毕业设计（论文）中期检查表设计（论文）题目拼插积木Moldflow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累积旷课课时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专业负责人签字： 年 月 日任务书一、课题来源、目标及意义积木作为一种很常见的玩具，能够提高儿童的创造力。并且积木精度要求不高，很适合作为学生毕业的研究课题。在此次设计积木塑料模具时，能提高学生对软件的运用，如用UG画出模具三维图、利用Moldflow进行模流分析等。通过这次毕业设计，将对注塑模设计流程有更进一步的了解。本次设计将综合运用所学知识，完成材料的选用、材料的工艺分析、浇注点的选择、流道系统的创建、冷却系统的构成等。使学生在以后的模具设计中，知道怎样去合理设计合理的模具。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，设计出一副合理，经济、适用的拼插积木模具设计方案。本次设计对于学生的能力有很大的提高，熟悉浇注位置的确定；流道系统的创建；冷却系统的构建；根据两种方案的对比选择最佳方案。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毕业设计辅导，学生进行相关准备工作，选题并审批。2017.3.82教师下发任务书，学生完成开题报告，教师审核。2017.3.9-3.163学生提交开题报告并开始设计，教师指导。2017.3.17-4.244老师指导，学生更改并定稿。2017.4.25-5.35提交毕业设计材料（电子稿与纸质稿）。2017.5.46毕业设计答辩。2017.5.13四、参考书及参考文献【1】宋文浩. 提高聚丙烯熔体强度的研究进展分析. 北京：企业导报，2013.【2】苗雨涵浅谈聚丙烯pp及板北京：机械工业出版社，2016【3】盛雪莲儿童玩具积木的注射分析及模具设计，北京：新技术新工艺, 2012【4】汤小东. 基于Moldflow分析的多格盒注塑模设计. 北京：模具技术，2012.【5】李代叙Moldflow模流分析从入门到精通北京：清华大学出版社，2012【6】郑子昭胶囊内窥镜全六维位姿定位算法研究.太原太原科技大学，2015（硕士论文） 【7】陈艳霞Moldflow 2010完全自学与速查手册. 北京：电子工业出版社，2010【8】Jay ShoemakerMoldflow设计指南. 四川：四川大学出版社 指导教师（签字）: 院（系）主任（签字）: 编号 毕业设计（论文）题 目:拼插积木Moldflow分析学生姓名:学 号:院（系）:专业班级:指导教师:职 称: 年 月开题报告一、课题来源、选题依据、课题研究目的、应用价值积木作为一种很常见的玩具，能够提高儿童的创造力。并且积木精度要求不高，很适合作为学生毕业的研究课题。在此次设计积木塑料模具时，能提高对软件的运用，如用UG画出模具三维图、Moldflow进行模流分析等。通过这次毕业设计，将对注塑模设计流程有更进一步的了解。本次设计将综合运用所学知识，完成材料的选用、材料的工艺分析、浇注点的选择、流道系统的创建、冷却系统的构成等。在以后的模具设计中，知道怎样去合理设计合理的模具。二、课题研究的基本思路、研究的关键问题和研究手段（途径）对于积木的模流分析而言，首先要考虑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。之后浇注点的确定、流道系统的创建、冷却系统的创建等。再此期间，将遇到很多问题，其中要研究的关键问题主要有塑料件材料的选用、浇注点的选择、流道系统的合理性等。 通过老师对塑料模相关知识的讲解和翻阅很多有关冲压模具设计的书籍、文献，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设计出一套完美的设计，必须掌握本设计塑料成型工艺及模具设计的基础知识，设计一套完整的分析报告一般按以下的步骤来完成： 1、塑料件分析：1）功能分析2）塑件成型分析2、成型工艺分析：1）塑件的选材3、模具结构设计：1）网格的划分 2）浇注点的选择3）流道系统的设计4）冷却系统的设计5）充填结果的对比6）生成报告以上几点基本上包括了设计一个零件的模流分析所需的步骤和要求。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、冷却系统）有了系统的认识。四、论文工作进度与安排起讫日期工作内容达到要求2017.3.7毕业设计辅导，学生进行相关准备工作，选题并审批。选题审批完成2.17.3.9-3.16教师下发任务书，学生完成开题报告，教师审核。完成开题报告2017.3.17-4.24学生提交开题报告并开始设计，教师指导。开题报告审核完成，并已开始设计2017.4.25-5.3老师指导，学生更改并定稿。毕业设计最终稿完成2017.5.4提交毕业设计材料（电子稿与纸质稿）。材料上交完成2017.5.13毕业设计答辩。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宋文浩. 提高聚丙烯熔体强度的研究进展分析北京：企业导报，2013.2苗雨涵浅谈聚丙烯pp及板 北京：机械工业出版社，20163盛雪莲儿童玩具积木的注射分析及模具设计北京：新技术新工艺, 20124汤小东. 基于Moldflow分析的多格盒注塑模设计. 北京：模具技术，2012.5李代叙Moldflow模流分析从入门到精通北京：清华大学出版社，20126郑子昭胶囊内窥镜全六维位姿定位算法研究. 太原：太原科技大学，2015（硕士论文）7陈艳霞Moldflow 2010完全自学与速查手册. 北京：电子工业出版社，20108Jay ShoemakerMoldflow设计指南. 四川：四川大学出版社，2010购买后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q 197216396摘 要对一种拼插积木进行了注射分析，通过分析软件Moldflow对充填时间、注射压力、气穴、熔接痕和翘曲变形量进行了模拟分析，进而优化设计方案。减少开发时间和开发成本。关键词：拼插积木；模流分析；熔接痕目 录前 言11 塑件结构分析与材料的选择21.1塑件结构21.1.1 塑件结构图样21.1.2 塑件的详细数据21.1.3塑件细节31.2塑件的材料特性31.2.1 物理性能31.2.2力学性能31.2.3热性能41.3材料数据42浇口位置的选择62.1浇注点62.1.1 方案一62.1.2 方案二82.2充填结果比较102.2.1 方案一102.1.2 方案二113 流道系统的构建133.1 流道创建133.2 流道系统充填过程摘要133.2.1方案一133.2.2方案二143.3 流道系统充填结果摘要143.3.1 方案一143.3.2 方案二164冷却分析194.1水路创建194.1.1 水路194.2创建步骤204.3充填对比204.3.1方案一204.3.2方案二20总 结22致 谢23参考文献24前 言模具是制造业的一种基本工艺装备，它能通过控制和限制固态或液态材料的流动，使原材料形成所需要的形体。用模具制造零件具有效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低等优点所以被广泛应用于制造业中。本次使用的Moldflow仿真软件具有注塑成型仿真工具，能够帮助我们验证和优化塑料零件、注塑模具和注塑成型流程。该软件通过仿真设置来分析产品的壁厚、浇口位置、材料、几何形状变化等，为我们的设计方案进行设计参考，从而优化设计方案。 1 塑件结构分析与材料的选择1.1塑件结构1.1.1 塑件结构图样图1-1 积木立体图1.1.2 塑件的详细数据图1-2 积木2D图 塑件名称：品插积木 塑件材料：聚丙烯 塑件批量：大批量生产 1.1.3塑件细节图1-3 积木网格划分 网格类型 = 双层面 网格匹配百分比 = 89.9 % 相互网格匹配百分比 = 87.6 % 节点总数 = 4544 注射位置节点总数 = 1 注射位置节点标签是: 308461.2塑件的材料特性该积木是由聚丙烯制成，而聚丙烯是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。按甲基排列位置分为等规聚丙烯、无规聚丙烯和间规聚丙烯三种。1.2.1 物理性能聚丙烯是一种无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物。它对水特别稳定，在水中的吸水率仅为0.01%，分子量约8万一15万。成型性好，但因收缩率大(为1%2.5%），厚壁制品易凹陷，对一些尺寸精度较高零件，很难于达到要求，制品表面光泽好。1.2.2力学性能聚丙烯因为结晶度高，结构规整，所以具有优良的力学性能。聚丙烯力学性能的绝对值高于聚乙烯，但在塑料材料中仍属于偏低的品种，其拉伸强度仅可达到30MPa或稍高的水平。1.2.3热性能聚丙烯具有良好的耐热性，制品能在100以上温度进行消毒灭菌，在不受外力的条件下，150也不变形。脆化温度为-35，在低于-35会发生脆化，耐寒性不如聚乙烯。通过对材料的物理性能、力学性能和热性能的对比得出聚丙烯优于聚乙烯，因此将聚丙烯作为这件产品的生产材料。1.3材料数据 材料在实验过程中温度对材料比热的影响，见表1-1 。表1-1 材料比热温度T(K)比热Cp(J/kg-K)305.15001786.0000347.15002130.0000381.15002531.0000392.15003033.0000395.15003704.0000399.15001.1723E+004402.15001.9706E+004404.15005834.0000407.15002614.0000415.15002547.0000436.15002622.0000533.15002887.0000 在实验过程中温度对材料热传导率的影响，如表1-2。 表1-2 热传导率温度T(K)热传导率K(W/m-K)309.95000.1889319.95000.1898339.95000.1915温度T(K)热传导率K(W/m-K)360.15000.1901380.35000.1894400.65000.1886439.65000.1717458.85000.1731478.55000.1726498.65000.1726518.95000.1759539.15000.1752通过以上数据分析得出，该材料的比热随温度的上升逐渐提高，热传导率随温度的上升先逐步上升，当温度达到一定程度时开始下降。2浇口位置的选择浇口位置的选择直接关系到熔体在型腔内的流动，是决定产品质量的最重要因素之一，因此确定合理的浇口位置是合格产品的必要条件。使用“浇口位置分析”是为了从几何角度确定一个较为理想的浇口位置范围。但这只是一个参考，并不能起到决定性作用。因为浇口位置的确定还要考虑到很多其它因素。2.1浇注点2.1.1 方案一图2-1 方案一浇点位置图方案一在充填阶段不同时间熔体的体积、压力、锁模力和流动速率都会发生变化，见表2-1。 表2-1 充填状态时间 (s)体积 (%)压力(MPa)锁模力 (tonne)流动速率 (cm3/s)状态0.0154.083.000.027.02V0.0308.614.420.056.95V0.04613.505.460.107.13V0.06118.096.300.157.15V0.07622.997.140.227.18V 0.09027.327.730.277.19V0.10632.408.390.34 7.20V 0.12036.838.910.407.23V 时间(s)体积 (%)压力(MPa)锁模力 (tonne)流动速率 (cm3/s)状态0.13641.609.400.467.22V0.15146.419.850.537.24V0.16751.4510.300.597.25V0.18155.6410.680.657.25V0.19560.1911.060.717.26V0.21365.8311.540.797.26V0.22770.1911.910.857.26V0.24074.1412.270.927.27V0.25578.8312.831.027.27V0.27183.6813.571.177.28V0.28788.4814.581.397.28V0.30192.7716.041.747.28V0.31596.6818.732.417.28V0.32398.8320.632.857.10V/P0.32799.6718.922.883.23P0.328100.0018.612.893.23已填充注: V=速度控制 P=压力控制 V/P=速度/压力切换方案一在充填过程中最大注射压力为0.3229s的20.6305 MPa，最大锁模力为2.8888 tonne。充填结束的时间为0.3278 s，总重量(零件 + 流道) 为1.7364g。图2-2 方案一充填结果图 注塑机的推荐螺杆速度 (相对)，见表2-2。表2-2 螺杆速度%射出体积%流动速率0.000013.663710.000030.051920.000044.784130.000062.197240.000081.404750.000096.102060.0000100.000070.000089.676580.000072.156990.000040.7044100.000013.26292.1.2 方案二图2-3 方案二浇点位置图方案二在充填阶段不同时间熔体的体积、压力、锁模力和流动速率都会发生变化，见表2-3。表2-3 充填状态时间(s)体积(%)压力(MPa)锁模力(tonne)流动速率(cm3/s)状态0.0154.422.770.017.05V时间(s)体积(%)压力(MPa)锁模力(tonne)流动速率(cm3/s)状态0.0309.174.010.036.97V0.04513.645.810.067.00V0.06118.407.200.117.12V0.07522.918.290.167.11V0.09027.519.250.217.13V0.10632.4410.080.277.18V0.12136.9810.920.347.18V0.13641.7311.950.437.16V0.15146.1113.370.577.17V0.16650.6014.630.717.13V0.18155.1916.150.897.20V0.19659.8817.231.047.22V0.21164.2918.211.197.22V0.22568.7119.301.367.23V0.24173.4020.631.587.22V0.25677.7622.911.977.24V0.27182.2724.312.247.26V0.28686.9425.472.477.28V0.30191.4026.592.697.29V0.31595.6627.982.987.28V0.32598.4430.583.607.17V/P0.33099.5227.603.493.80P0.33399.8925.763.382.50P0.334100.0025.483.372.50已填充 注: V=速度控制 P=压力控制 V/P=速度/压力切换方案二在充填过程中最大注射压力为0.3252s的30.5823MPa，最大锁模力为3.6048 tonne。充填结束的时间为0.3336 s，总重量(零件 + 流道) 为1.7389g。图2-4 方案二充填结果图 注塑机的推荐螺杆速度 (相对)，见表2-4。表2-4螺杆速度%射出体积%流动速率0.000036.874010.000054.835620.000072.365430.0000100.000040.000091.675550.000082.528260.000092.288270.000081.879680.000079.175690.000083.7956100.000031.56612.2充填结果比较2.2.1 方案一 总体温度 - 最大值 = 219.6817 C 总体温度 - 第 95 个百分数 = 212.2055 C 总体温度 - 第 5 个百分数 = 168.1793 C 总体温度 - 最小值 = 149.7005 C 总体温度 - 平均值 = 186.4419 C 总体温度 - 标准差 = 13.5732 C 剪切应力 - 最大值 = 0.2348 MPa 剪切应力 - 第 95 个百分数 = 0.1291 MPa 剪切应力 - 平均值 = 0.0584 MPa 剪切应力 - 标准差 = 0.0359 MPa 冻结层因子 - 最大值 = 0.4412 冻结层因子 - 第 95 个百分数 = 0.3209 冻结层因子 - 第 5 个百分数 = 0.1013 冻结层因子 - 最小值 = 0.0000 冻结层因子 - 平均值 = 0.2318 冻结层因子 - 标准差 = 0.0661 剪切速率 - 最大值 = 6550.7422 1/s 剪切速率 - 第 95 个百分数 = 1208.9164 1/s 剪切速率 - 平均值 = 250.5766 1/s 剪切速率 - 标准差 = 508.3740 1/s2.1.2 方案二 总体温度 - 最大值 = 220.3509 C 总体温度 - 第 95 个百分数 = 211.2053 C 总体温度 - 第 5 个百分数 = 156.8473 C 总体温度 - 最小值 = 138.4826 C 总体温度 - 平均值 = 184.7913 C 总体温度 - 标准差 = 15.6706 C 剪切应力 - 最大值 = 0.2082 MPa 剪切应力 - 第 95 个百分数 = 0.1280 MPa 剪切应力 - 平均值 = 0.0711 MPa 剪切应力 - 标准差 = 0.0375 MPa 冻结层因子 - 最大值 = 0.6295 冻结层因子 - 第 95 个百分数 = 0.3989 冻结层因子 - 第 5 个百分数 = 0.1060 冻结层因子 - 最小值 = 0.0000 冻结层因子 - 平均值 = 0.2377 冻结层因子 - 标准差 = 0.0846 剪切速率 - 最大值 = 6867.5664 1/s 剪切速率 - 第 95 个百分数 = 1210.1982 1/s 剪切速率 - 平均值 = 359.9854 1/s 剪切速率 - 标准差 = 547.3615 1/s通过对两种方案的填充结果进行比较得出方案一的填充效果优于方案二，因此浇点位置选择方案一。3 流道系统的构建流道系统分为主流道、分流道和浇口，是熔体流经的通道。流道系统创建的合理与否对制件质量有很大影响。 本次拼插积木模具设计为一模两腔。主流道在中间，经分流道，通过点浇口进入型腔。3.1 流道创建其中一模两腔是通过手动镜像创建的。流道则是先创建节点，由节点创建线，再对线进行属性定义，设定属性和几何尺寸，最后划分网格得到如图3-1图3-1方案一流道位置图图3-2方案二流道位置图3.2 流道系统充填过程摘要3.2.1方案一总体温度 - 最大值 (在0.591 s) = 224.0438 C总体温度 - 第 95 个百分数 (在0.591 s) = 223.9043 C总体温度 - 第 5 个百分数 (在0.251 s) = 219.9130 C总体温度 - 最小值 (在0.251 s) = 219.9130 C剪切应力 - 最大值 (在0.551 s) = 0.1554 MPa剪切应力 - 第 95 个百分数 (在0.251 s) = 0.0960 MPa剪切速率 - 最大值 (在0.551 s) = 8088.1226 1/s剪切速率 - 第 95 个百分数 (在0.551 s) = 2092.2903 1/s3.2.2方案二总体温度 - 最大值 (在0.588 s) = 222.3897 C总体温度 - 第 95 个百分数 (在0.274 s) = 219.9303 C总体温度 - 第 5 个百分数 (在0.626 s) = 156.8144 C总体温度 - 最小值(在0.626 s) = 138.4676 C剪切应力 - 最大值 (在0.576 s) = 0.2876 MPa剪切应力 - 第 95 个百分数 (在0.274 s) = 0.1777 MPa剪切速率 - 最大值 (在0.385 s) = 2.8288E+004 1/s剪切速率 - 第 95 个百分数 (在0.274 s) = 1.5101E+004 1/s3.3 流道系统充填结果摘要3.3.1 方案一 1）总体温度如图3-3所示：图3-3总体温度图 主流道/流道/浇口总重量 = 1.5001 g 总体温度 - 最大值 = 223.1863 C 总体温度 - 第 95 个百分数 = 223.0574 C 总体温度 - 第 5 个百分数 = 221.9609 C 总体温度 - 最小值 = 221.4482 C 总体温度 - 平均值 = 222.2522 C 总体温度 - 标准差 = 0.4160 C 2）剪切应力如图3-4所示：图3-4剪切应力图 剪切应力 - 最大值 = 0.1033 MPa 剪切应力 - 第 95 个百分数 = 0.0626 MPa 剪切应力 - 平均值 = 0.0385 MPa 剪切应力 - 标准差 = 0.0163 MPa 3）冻结层因子如图3-5所示：图3-5冻结层因子图 冻结层因子 - 最大值 = 0.1449 冻结层因子 - 第 95 个百分数 = 0.1430 冻结层因子 - 第 5 个百分数 = 0.0887 冻结层因子 - 最小值 = 0.0616 冻结层因子 - 平均值 = 0.1087 冻结层因子 - 标准差 = 0.0179 4）剪切速率如图3-6所示：图3-6剪切速率图 剪切速率 - 最大值 = 2123.6267 1/s 剪切速率 - 第 95 个百分数 = 591.9053 1/s 剪切速率 - 平均值 = 215.1561 1/s 剪切速率 - 标准差 = 231.7699 1/s3.3.2 方案二 1）总体温度如图3-7所示：图3-7总体温度图主流道/流道/浇口总重量 = 1.4858 g总体温度 - 最大值 = 223.7672 C总体温度 - 第 95 个百分数 = 223.5689 C总体温度 - 第 5 个百分数 = 222.9728 C总体温度 - 最小值 = 222.3305 C总体温度 - 平均值 = 223.1736 C总体温度 - 标准差 = 0.2161 C2）剪切应力如图3-8所示：图3-8剪切应力图剪切应力 - 最大值 = 0.1007 MPa剪切应力 - 第 95 个百分数 = 0.0607 MPa剪切应力 - 平均值 = 0.0314 MPa剪切应力 - 标准差 = 0.0132 MPa3）冻结层因如图3-9所示：图3-9冻结层因子图冻结层因子 - 最大值 = 0.1194冻结层因子 - 第 95 个百分数 = 0.1189冻结层因子 - 第 5 个百分数 = 0.0903冻结层因子 - 最小值 = 0.0642冻结层因子 - 平均值 = 0.1021冻结层因子 - 标准差 = 0.01064）剪切速率如图3-10所示：图3-10剪切速率图剪切速率 - 最大值 = 2025.6293 1/s剪切速率 - 第 95 个百分数 = 542.0113 1/s剪切速率 - 平均值 = 143.5082 1/s剪切速率 - 标准差 = 200.3745 1/s通过对两种流道的重量以及填充时间和填充效果进行对比方案一比方案二更好，因此流道的设计选择方案一。4冷却分析在模具的设计中拥有一个良好的冷却系统可以缩短制件冷却时间，提高生产率；还可以均匀冷却制件，降低制件的内部残余应力，保持尺寸稳定，提高产品质量。4.1水路创建水路的创建与流道创建类似，都是创建节点然后连线，定义属性设定尺寸后再划分网格就好了。同时，水路设计时，还要定义进水口，并且可以设定水温、雷诺数等相关参数。4.1.1 水路图4-1 方案一水路图图4-2 方案二水路图4.2创建步骤Moldflow拥有自动排布冷却水路的功能。首先打开菜单栏创建冷却回路，冷却管道与X轴平行，点击下一步出现图4-2，输入管道的数量2.点击完成创建冷却回路。图4-2 “冷却回路向导”对话框第二页4.3充填对比4.3.1方案一总体温度 - 最大值 (在0.588 s) = 222.3897 C总体温度 - 第 95 个百分数 (在0.274 s) = 219.9303 C总体温度 - 第 5 个百分数 (在0.626 s) = 156.8144 C总体温度 - 最小值 (在0.626 s) = 138.4676 C剪切应力 - 最大值 (在0.576 s) = 0.2876 MPa剪切应力 - 第 95 个百分数 (在0.274 s) = 0.1777 MPa剪切速率 - 最大值 (在0.385 s) = 2.8288E+004 1/s剪切速率 - 第 95 个百分数 (在0.274 s) = 1.5101E+004 1/s4.3.2方案二总体温度 - 最大值 (在0.591 s) = 221.1063 C总体温度 - 第 95 个百分数 (在0.276 s) = 219.9239 C总体温度 - 第 5 个百分数 (在0.615 s) = 168.0345 C总体温度 - 最小值 (在0.615 s) = 149.6626 C剪切应力 - 最大值 (在0.591 s) = 0.2850 MPa剪切应力 - 第 95 个百分数 (在0.591 s)= 0.1652 MPa剪切速率 - 最大值 (在0.591 s) = 2.6579E+004 1/s剪切速率 - 第 95 个百分数 (在0.276 s) = 9863.5879 1/s通过两种方案的冷却结果的对比方案一要优于方案二，所以选择方案一。综合以上两种方案的浇点位置、流道系统和冷却分析的结果进行对比，方案一在浇注时注射压力、锁模力，流道系统模具重量浇注时间以及冷却时塑件的冷却时间、冷却效果均优于方案二，因此选择方案一。总 结Moldflow是一种具有注塑成型仿真工具的软件，能够帮助我们验证和优化塑料零件、注塑模具和注塑成型流程。能够通过仿真设置和结果阐明来展示壁厚、浇口位置、材料、几何形状变化如何影响可制造性。从薄壁零件到厚壁、坚固的零件， Moldflow的几何图形可以帮助我们在最终设计决策前试验方案的可行性。在这次毕业论文设计中我通过Moldflow对拼插积木的模流分析，使我对注塑模得设计和工艺参数的分析有了更深的理解，对相关的设定方法和注塑件的生产原理有了更清楚的认识，并且在设计过程中遇到的各种问题提高了我分析问题解决问题的能力。通过这段时间的对Moldflow的使用从最开始的导入划分网格到最后的生成报告。我感到我对这一软件的使用从开始的陌生到现在的熟悉。我得出了一个结论无论什么事只有尝试过才能成功如果开始就放弃那么永远也无法成功。致 谢一转眼两年半的大学生活已接近尾声，在这里我认为有必要总结一下者两年半大学生活中的得失，并从中继承那些做得好的方面和改进自身不足的地方，让自己回顾走过的路，更是为了看清未来要走的路。我学习成绩不是很好，但我却在这学习的过程中有了很多收获。随着学习的进步，我不光是学到了很多专业上的知识，我的心智也产生了一个质的飞跃，能让我较快速的掌握一种新的技术知识，我认为这对于我的将来会有很大的影响。这次毕业设计中我感到与同学们的关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家一起商量，听听每个人的看法让我们对毕业设计有了更好的理解，在毕业设计这段时间里，我与老师建立了非常浓厚的师生情谊。我通过老师们的谆谆教导体会到学习的乐趣。我与身边的同学，也建立了非常良好的学习关系，互帮互助，克服难关。因此在这里非常感谢老师的帮助以及那些帮助过我的同学。 参考文献1 宋文浩. 提高聚丙烯熔体强度的研究进展分析. 北京：企业导报，2013.2 苗雨涵浅谈聚丙烯pp及板北京：机械工业出版社，20163 盛雪莲儿童玩具积木的注射分析及模具设计.北京：新技术新工艺, 20124 汤小东. 基于Moldflow分析的多格盒注塑模设计.北京：模具技术，2012.5 李代叙Moldflow模流分析从入门到精通北京：清华大学出版社，20126 郑子昭胶囊内窥镜全六维位姿定位算法研究.太原：太原科技大学，2015（硕士论文） 7 陈艳霞Moldflow 2010完全自学与速查手册.北京：电子工业出版社，20108 Jay ShoemakerMoldflow设计指南.四川：四川大学出版社，201023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：拼插积木Moldflow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。602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。403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。1305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。1106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。707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。908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。710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。1111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。1212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：拼插积木Moldflow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12毕业设计（论文）任务书13毕业设计（论文）开题报告14毕业设计（论文）指导教师评阅表15毕业设计（论文）评阅教师评阅表16毕业设计（论文）答辩记录17毕业设计（论文）答辩审查及成绩评定表18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）1 年 月 日毕业设计（论文）答辩审查及成绩评定表设计(论文)题目拼插积木Moldflow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）题目拼插积木Moldflow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 要对一种拼插积木进行了注射分析，通过分析软件Moldflow对充填时间、注射压力、气穴、熔接痕和翘曲变形量进行了模拟分析，进而优化设计方案。减少开发时间和开发成本。关键词：拼插积木；模流分析；熔接痕目 录前 言11 塑件结构分析与材料的选择21.1塑件结构21.1.1 塑件结构图样21.1.2 塑件的详细数据21.1.3塑件细节31.2塑件的材料特性31.2.1 物理性能31.2.2力学性能31.2.3热性能41.3材料数据42浇口位置的选择62.1浇注点62.1.1 方案一62.1.2 方案二82.2充填结果比较102.2.1 方案一102.1.2 方案二113 流道系统的构建133.1 流道创建133.2 流道系统充填过程摘要133.2.1方案一133.2.2方案二143.3 流道系统充填结果摘要143.3.1 方案一143.3.2 方案二164冷却分析194.1水路创建194.1.1 水路194.2创建步骤204.3充填对比204.3.1方案一204.3.2方案二20总 结22致 谢23参考文献24前 言模具是制造业的一种基本工艺装备，它能通过控制和限制固态或液态材料的流动，使原材料形成所需要的形体。用模具制造零件具有效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低等优点所以被广泛应用于制造业中。本次使用的Moldflow仿真软件具有注塑成型仿真工具，能够帮助我们验证和优化塑料零件、注塑模具和注塑成型流程。该软件通过仿真设置来分析产品的壁厚、浇口位置、材料、几何形状变化等，为我们的设计方案进行设计参考，从而优化设计方案。 1 塑件结构分析与材料的选择1.1塑件结构1.1.1 塑件结构图样图1-1 积木立体图1.1.2 塑件的详细数据图1-2 积木2D图 塑件名称：品插积木 塑件材料：聚丙烯 塑件批量：大批量生产 1.1.3塑件细节图1-3 积木网格划分 网格类型 = 双层面 网格匹配百分比 = 89.9 % 相互网格匹配百分比 = 87.6 % 节点总数 = 4544 注射位置节点总数 = 1 注射位置节点标签是: 308461.2塑件的材料特性该积木是由聚丙烯制成，而聚丙烯是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。按甲基排列位置分为等规聚丙烯、无规聚丙烯和间规聚丙烯三种。1.2.1 物理性能聚丙烯是一种无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物。它对水特别稳定，在水中的吸水率仅为0.01%，分子量约8万一15万。成型性好，但因收缩率大(为1%2.5%），厚壁制品易凹陷，对一些尺寸精度较高零件，很难于达到要求，制品表面光泽好。1.2.2力学性能聚丙烯因为结晶度高，结构规整，所以具有优良的力学性能。聚丙烯力学性能的绝对值高于聚乙烯，但在塑料材料中仍属于偏低的品种，其拉伸强度仅可达到30MPa或稍高的水平。1.2.3热性能聚丙烯具有良好的耐热性，制品能在100以上温度进行消毒灭菌，在不受外力的条件下，150也不变形。脆化温度为-35，在低于-35会发生脆化，耐寒性不如聚乙烯。通过对材料的物理性能、力学性能和热性能的对比得出聚丙烯优于聚乙烯，因此将聚丙烯作为这件产品的生产材料。1.3材料数据 材料在实验过程中温度对材料比热的影响，见表1-1 。表1-1 材料比热温度T(K)比热Cp(J/kg-K)305.15001786.0000347.15002130.0000381.15002531.0000392.15003033.0000395.15003704.0000399.15001.1723E+004402.15001.9706E+004404.15005834.0000407.15002614.0000415.15002547.0000436.15002622.0000533.15002887.0000 在实验过程中温度对材料热传导率的影响，如表1-2。 表1-2 热传导率温度T(K)热传导率K(W/m-K)309.95000.1889319.95000.1898339.95000.1915温度T(K)热传导率K(W/m-K)360.15000.1901380.35000.1894400.65000.1886439.65000.1717458.85000.1731478.55000.1726498.65000.1726518.95000.1759539.15000.1752通过以上数据分析得出，该材料的比热随温度的上升逐渐提高，热传导率随温度的上升先逐步上升，当温度达到一定程度时开始下降。2浇口位置的选择浇口位置的选择直接关系到熔体在型腔内的流动，是决定产品质量的最重要因素之一，因此确定合理的浇口位置是合格产品的必要条件。使用“浇口位置分析”是为了从几何角度确定一个较为理想的浇口位置范围。但这只是一个参考，并不能起到决定性作用。因为浇口位置的确定还要考虑到很多其它因素。2.1浇注点2.1.1 方案一图2-1 方案一浇点位置图方案一在充填阶段不同时间熔体的体积、压力、锁模力和流动速率都会发生变化，见表2-1。 表2-1 充填状态时间 (s)体积 (%)压力(MPa)锁模力 (tonne)流动速率 (cm3/s)状态0.0154.083.000.027.02V0.0308.614.420.056.95V0.04613.505.460.107.13V0.06118.096.300.157.15V0.07622.997.140.227.18V 0.09027.327.730.277.19V0.10632.408.390.34 7.20V 0.12036.838.910.407.23V 时间(s)体积 (%)压力(MPa)锁模力 (tonne)流动速率 (cm3/s)状态0.13641.609.400.467.22V0.15146.419.850.537.24V0.16751.4510.300.597.25V0.18155.6410.680.657.25V0.19560.1911.060.717.26V0.21365.8311.540.797.26V0.22770.1911.910.857.26V0.24074.1412.270.927.27V0.25578.8312.831.027.27V0.27183.6813.571.177.28V0.28788.4814.581.397.28V0.30192.7716.041.747.28V0.31596.6818.732.417.28V0.32398.8320.632.857.10V/P0.32799.6718.922.883.23P0.328100.0018.612.893.23已填充注: V=速度控制 P=压力控制 V/P=速度/压力切换方案一在充填过程中最大注射压力为0.3229s的20.6305 MPa，最大锁模力为2.8888 tonne。充填结束的时间为0.3278 s，总重量(零件 + 流道) 为1.7364g。图2-2 方案一充填结果图 注塑机的推荐螺杆速度 (相对)，见表2-2。表2-2 螺杆速度%射出体积%流动速率0.000013.663710.000030.051920.000044.784130.000062.197240.000081.404750.000096.102060.0000100.000070.000089.676580.000072.156990.000040.7044100.000013.26292.1.2 方案二图2-3 方案二浇点位置图方案二在充填阶段不同时间熔体的体积、压力、锁模力和流动速率都会发生变化，见表2-3。表2-3 充填状态时间(s)体积(%)压力(MPa)锁模力(tonne)流动速率(cm3/s)状态0.0154.422.770.017.05V时间(s)体积(%)压力(MPa)锁模力(tonne)流动速率(cm3/s)状态0.0309.174.010.036.97V0.04513.645.810.067.00V0.06118.407.200.117.12V0.07522.918.290.167.11V0.09027.519.250.217.13V0.10632.4410.080.277.18V0.12136.9810.920.347.18V0.13641.7311.950.437.16V0.15146.1113.370.577.17V0.16650.6014.630.717.13V0.18155.1916.150.897.20V0.19659.8817.231.047.22V0.21164.2918.211.197.22V0.22568.7119.301.367.23V0.24173.4020.631.587.22V0.25677.7622.911.977.24V0.27182.2724.312.247.26V0.28686.9425.472.477.28V0.30191.4026.592.697.29V0.31595.6627.982.987.28V0.32598.4430.583.607.17V/P0.33099.5227.603.493.80P0.33399.8925.763.382.50P0.334100.0025.483.372.50已填充 注: V=速度控制 P=压力控制 V/P=速度/压力切换方案二在充填过程中最大注射压力为0.3252s的30.5823MPa，最大锁模力为3.6048 tonne。充填结束的时间为0.3336 s，总重量(零件 + 流道) 为1.7389g。图2-4 方案二充填结果图 注塑机的推荐螺杆速度 (相对)，见表2-4。表2-4螺杆速度%射出体积%流动速率0.000036.874010.000054.835620.000072.365430.0000100.000040.000091.675550.000082.528260.000092.288270.000081.879680.000079.175690.000083.7956100.000031.56612.2充填结果比较2.2.1 方案一 总体温度 - 最大值 = 219.6817 C 总体温度 - 第 95 个百分数 = 212.2055 C 总体温度 - 第 5 个百分数 = 168.1793 C 总体温度 - 最小值 = 149.7005 C 总体温度 - 平均值 = 186.4419 C 总体温度 - 标准差 = 13.5732 C 剪切应力 - 最大值 = 0.2348 MPa 剪切应力 - 第 95 个百分数 = 0.1291 MPa 剪切应力 - 平均值 = 0.0584 MPa 剪切应力 - 标准差 = 0.0359 MPa 冻结层因子 - 最大值 = 0.4412 冻结层因子 - 第 95 个百分数 = 0.3209 冻结层因子 - 第 5 个百分数 = 0.1013 冻结层因子 - 最小值 = 0.0000 冻结层因子 - 平均值 = 0.2318 冻结层因子 - 标准差 = 0.0661 剪切速率 - 最大值 = 6550.7422 1/s 剪切速率 - 第 95 个百分数 = 1208.9164 1/s 剪切速率 - 平均值 = 250.5766 1/s 剪切速率 - 标准差 = 508.3740 1/s2.1.2 方案二 总体温度 - 最大值 = 220.3509 C 总体温度 - 第 95 个百分数 = 211.2053 C 总体温度 - 第 5 个百分数 = 156.8473 C 总体温度 - 最小值 = 138.4826 C 总体温度 - 平均值 = 184.7913 C 总体温度 - 标准差 = 15.6706 C 剪切应力 - 最大值 = 0.2082 MPa 剪切应力 - 第 95 个百分数 = 0.1280 MPa 剪切应力 - 平均值 = 0.0711 MPa 剪切应力 - 标准差 = 0.0375 MPa 冻结层因子 - 最大值 = 0.6295 冻结层因子 - 第 95 个百分数 = 0.3989 冻结层因子 - 第 5 个百分数 = 0.1060 冻结层因子 - 最小值 = 0.0000 冻结层因子 - 平均值 = 0.2377 冻结层因子 - 标准差 = 0.0846 剪切速率 - 最大值 = 6867.5664 1/s 剪切速率 - 第 95 个百分数 = 1210.1982 1/s 剪切速率 - 平均值 = 359.9854 1/s 剪切速率 - 标准差 = 547.3615 1/s通过对两种方案的填充结果进行比较得出方案一的填充效果优于方案二，因此浇点位置选择方案一。3 流道系统的构建流道系统分为主流道、分流道和浇口，是熔体流经的通道。流道系统创建的合理与否对制件质量有很大影响。 本次拼插积木模具设计为一模两腔。主流道在中间，经分流道，通过点浇口进入型腔。3.1 流道创建其中一模两腔是通过手动镜像创建的。流道则是先创建节点，由节点创建线，再对线进行属性定义，设定属性和几何尺寸，最后划分网格得到如图3-1图3-1方案一流道位置图图3-2方案二流道位置图3.2 流道系统充填过程摘要3.2.1方案一总体温度 - 最大值 (在0.591 s) = 224.0438 C总体温度 - 第 95 个百分数 (在0.591 s) = 223.9043 C总体温度 - 第 5 个百分数 (在0.251 s) = 219.9130 C总体温度 - 最小值 (在0.251 s) = 219.9130 C剪切应力 - 最大值 (在0.551 s) = 0.1554 MPa剪切应力 - 第 95 个百分数 (在0.251 s) = 0.0960 MPa剪切速率 - 最大值 (在0.551 s) = 8088.1226 1/s剪切速率 - 第 95 个百分数 (在0.551 s) = 2092.2903 1/s3.2.2方案二总体温度 - 最大值 (在0.588 s) = 222.3897 C总体温度 - 第 95 个百分数 (在0.274 s) = 219.9303 C总体温度 - 第 5 个百分数 (在0.626 s) = 156.8144 C总体温度 - 最小值(在0.626 s) = 138.4676 C剪切应力 - 最大值 (在0.576 s) = 0.2876 MPa剪切应力 - 第 95 个百分数 (在0.274 s) = 0.1777 MPa剪切速率 - 最大值 (在0.385 s) = 2.8288E+004 1/s剪切速率 - 第 95 个百分数 (在0.274 s) = 1.5101E+004 1/s3.3 流道系统充填结果摘要3.3.1 方案一 1）总体温度如图3-3所示：图3-3总体温度图 主流道/流道/浇口总重量 = 1.5001 g 总体温度 - 最大值 = 223.1863 C 总体温度 - 第 95 个百分数 = 223.0574 C 总体温度 - 第 5 个百分数 = 221.9609 C 总体温度 - 最小值 = 221.4482 C 总体温度 - 平均值 = 222.2522 C 总体温度 - 标准差 = 0.4160 C 2）剪切应力如图3-4所示：图3-4剪切应力图 剪切应力 - 最大值 = 0.1033 MPa 剪切应力 - 第 95 个百分数 = 0.0626 MPa 剪切应力 - 平均值 = 0.0385 MPa 剪切应力 - 标准差 = 0.0163 MPa 3）冻结层因子如图3-5所示：图3-5冻结层因子图 冻结层因子 - 最大值 = 0.1449 冻结层因子 - 第 95 个百分数 = 0.1430 冻结层因子 - 第 5 个百分数 = 0.0887 冻结层因子 - 最小值 = 0.0616 冻结层因子 - 平均值 = 0.1087 冻结层因子 - 标准差 = 0.0179 4）剪切速率如图3-6所示：图3-6剪切速率图 剪切速率 - 最大值 = 2123.6267 1/s 剪切速率 - 第 95 个百分数 = 591.9053 1/s 剪切速率 - 平均值 = 215.1561 1/s 剪切速率 - 标准差 = 231.7699 1/s3.3.2 方案二 1）总体温度如图3-7所示：图3-7总体温度图主流道/流道/浇口总重量 = 1.4858 g总体温度 - 最大值 = 223.7672 C总体温度 - 第 95 个百分数 = 223.5689 C总体温度 - 第 5 个百分数 = 222.9728 C总体温度 - 最小值 = 222.3305 C总体温度 - 平均值 = 223.1736 C总体温度 - 标准差 = 0.2161 C2）剪切应力如图3-8所示：图3-8剪切应力图剪切应力 - 最大值 = 0.1007 MPa剪切应力 - 第 95 个百分数 = 0.0607 MPa剪切应力 - 平均值 = 0.0314 MPa剪切应力 - 标准差 = 0.0132 MPa3）冻结层因如图3-9所示：图3-9冻结层因子图冻结层因子 - 最大值 = 0.1194冻结层因子 - 第 95 个百分数 = 0.1189冻结层因子 - 第 5 个百分数 = 0.0903冻结层因子 - 最小值 = 0.0642冻结层因子 - 平均值 = 0.1021冻结层因子