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塑料
风扇
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零件
分析
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塑料风扇旋钮零件的模流分析,塑料,风扇,旋钮,零件,分析
- 内容简介：
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摘 要Moldflow通过模流分析软件仿真分析的塑料零件、家用风扇旋钮与UG模型,画扇旋钮在导入到模塑仿真分析软件。整块模流分析的过程中,涉及到的分析结构设计的风扇旋钮,和风扇控制过程的详细分析,通过啮合,最佳浇口位置,铸件冷却系统的设计和仿真分析,使用不同的设计方案,分析不同参数,模拟风扇旋钮的最佳方案。关键词：Moldflow；风扇旋钮；浇注系统；冷却系统。 目 录前 言11零件介绍21.1 材料介绍32网格划分42.1创建目录及工程42.2导入模型及网格划分43 型腔的布局53.1 最佳浇口位置53.2 分析类型53.2.1 充填时间53.2.2 气穴位置63.2.3 锁模力63.2.4 翘曲分析结果63.2.5 熔接痕64 浇注系统74.1 浇注系统的定义74.2 浇注系统的选择方案74.2.1 方案一、点浇口74.2.2 方案二、侧浇口84.3 浇注系统的确定105 冷却系统105.1 冷却系统的定义105.2 冷却系统的选择方案105.3 冷却系统方案一、二的对比105.4 冷却系统的确定11总 结12致 谢13附 录14参考文献15前 言在21世纪的现代生活,人们使用的塑料制品已经成为生活必不可少的工具,但塑料制品的质量和可靠性是人们关心的问题。塑料产品从设计到成品是一个复杂的过程,包括塑料零件的设计、模具结构设计、制造和生产。计算机辅助工程(CAE)技术已成为不可或缺的塑料产品开发设计和产品加工。与过去相比设计、CAE技术在生产力、质量、或在成本方面,力量,有非常大的优势。近年来,在汽车、家电、化工等领域被广泛应用。塑料模具设计,我们使用模流分析评估和优化产品的计划。模流分析由模塑仿真分析软件,模塑仿真分析软件公司是一家专门从事塑料CAE分析跨国公司。模塑仿真分析软件公司自1978年以来,在美国发行的第一套模流分析软件,多年来通过不断的技术改造和创新一直是CAE软件市场。模流分析技术已经相当成熟的阶段,软件的技术水平无可非议。使用模塑仿真分析软件技术可以在塑料模具加工、塑料注射成型的全过程仿真分析,准确的评估计算熔体填充、保压和冷却,和塑料制品等产品的收缩和翘曲变形在每一情况下,以便尽早发现问题,及时修改产品的设计,而不是等到成型后,产品返回修改模具。这不仅是一种改变传统的模具设计方法,并提高产品的质量和降低成本,等等,都有重大的技术和经济意义。1零件介绍在这个设计中,我使用模流分析软件来验证每个家庭使用风扇调档旋钮,塑料风扇旋钮的结构比较简单,没有通孔，没有凹凸,成型的塑料结构相对比较简单。在CAD图纸如图1 - 1所示,在UG建立了实体模型,如图1 - 2所示。图1-1 二维零件图图1-2 三维零件模型1.1 材料介绍正材料选为PC（聚碳酸酯）和ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料）塑料PC是一种透明而略带浅黄色的塑料，具有突出的抗冲击强度和抗蠕变能力。耐热耐寒性能优良，能在120下长期工作，低温脆化温度柯达-100成型收缩率仅为0.5%0.8%，故制品的稳定性好。 PC吸水性小。但高温时对水分比较敏感，会出现银丝、气泡及强度下降现象，所以加工前必须干燥处理，而且最好采用真空干燥法；熔融温度高，熔体粘度大，流动性差，所以成形时要求有较高的温度和压力；熔体粘度对温度十分敏感，一般用提高温度的方法来增加熔融塑料的流动性。ABS是由丙烯腈（A）、丁二烯（B）、苯乙烯（S）共聚生成的三元共聚物，具有良好的综合力学性能。ABS无毒、无味、不透明，色泽微黄，可燃烧，密度为1.021.20g/cm3.有良好的机械强度和极好的抗冲击强度，有一定的耐油性和稳定的化学性和电气性能。2网格划分用模流分析软件进行模型分析之前，我们需要进创建网格模型，网格模型是由多个节点连接的。2.1创建目录及工程新建一个工作目录“风扇调节旋钮”。新建工程启动MPI。在文本框中输入“旋钮”，指定创建位置的路径为“成型分析Moldflow”，单击确定按钮创建一个新工程。如图2-1所示 图2-1 创建工程2.2导入模型及网格划分在UG中导出风扇旋钮模型，并在moldflow软件中导入模型，立即划分网格，系统自动对风扇旋钮模型进行划分。见图2-2所示。图2-2 划分网格3 型腔的布局3.1 最佳浇口位置在moldflow分析中的浇口分析位置是设置浇口位置的重要因素，但分析出来的结果的位置不一定就是最好的浇口位置，浇口位置应该充分的考虑到风扇旋钮的外观品质和质量问题等。 浇口位置由图3-1所示， 图3-2查看锁模力注射压力的值。图3-1 最佳浇口位置图3-2 锁模力注射压力3.2 分析类型通过复制原始的风扇旋钮,重新生成另一个旋钮模型。设定旋钮模型分析类型选择填充+扭曲选项,完成分析类型的选择。显示结果如下: 3.2.1 充填时间如图3-3所示，总时间为s图3-3 充填时间3.2.2 气穴位置如图3 - 4所示,主要出现在边缘的风扇控制在分型面位置。图3-4 气穴3.2.3 锁模力如图3 - 5所示XY图。根据灌装过程中夹紧力曲线。图3-5 锁模力3.2.4 翘曲分析结果如图3 - 6所示选择所有变形因素,所有的因素。图3-6 翘曲分析3.2.5 熔接痕如图3 - 7显示了一个旋钮的注塑缺陷。图3-7 熔接痕4 浇注系统4.1 浇注系统的定义浇注系统是融化顺利注入腔,表面质量,以获得一个更好的塑料制品。普通浇注系统从门外,浇道、横浇道和内浇口四个部分。在设计浇注系统的风扇控制,注意热损失,缺陷在这个过程中,而且节省材料。4.2 浇注系统的选择方案由于风扇旋钮属于小件，所以我采用一模两腔的设计，通过方案一点浇口和方案二侧浇口两种方案的对比，来选出最优的设计方案。4.2.1 方案一、点浇口本次设计风扇旋钮的点浇口流道如下图4-1所示。图4-1 点浇口根据点浇口的分析日志得出工艺参数 如图4-2所示。图4-2 工艺参数再根据下列图例的显示，查看方案一点浇口的各项指标。填充时间，如同4-3所示:图4-3 充填时间 注射位置压力xy图 如图4-4所示:图4-4 注射压力熔接痕 如图4-5所示:图4-5 熔接痕体积收缩率 如图4-6所示:图4-6 体积收缩率 气穴位置 如图4-7所示:图4-7 气穴位置充填时的体积温度 如图4-8所示。图4-8 体积温度4.2.2 方案二、侧浇口本次设计风扇旋钮的侧浇口流道，如下图4-9所示: 图4-9 侧浇口根据侧浇口的分析日志得出工艺参数 如图4-10所示:图4-10 工艺参数再根据下列图例的显示，查看方案二侧浇口的各项指标：充填时间如图4-11所示: 图4-11 充填时间注射位置压力xy图 如图4-12所示:图4-12 注射压力熔接痕 如图4-13所示:图4-13 熔接痕体积收缩率 如图4-14所示:图4-14 体积收缩率气穴位置 图4-15所示:图4-15 气穴位置充填时的体积温度如图4-16所示。图4-16 充填时间4.3 浇注系统的确定通过两组数据处理参数的气孔,焊疤,插图,体积收缩率等对比,可以发现方案一的点浇口比方案二的侧浇口的填充时间短。注射压力是一个重要的工艺参数在注塑的过程。注入压力高,容易导致产品产生毛刺,影响产品的光洁度,使产品产生很大的内应力,甚至成为一个废物。注射压力很低,很容易熔化的材料不能装满各种腔甚至无法成型的现象。图中可以看出该计划的方案一点浇口注射压力大于方案二的侧浇口注射压力,而图中并没有发现有熔料未填满的地方。所以计划门风扇旋钮不会导致大内部压力旋钮废,也不会因为熔融材料的填充腔形成。相比之下,选择方案一点浇口来填充。5 冷却系统5.1 冷却系统的定义冷却系统的注塑塑料制品、模具温度对塑料制品有非常重要的影响。在正常情况下,注塑模具温度是200,和塑料只有60左右,当模具温度和较低温度有决定性的作用是冷却系统。通过许多实验证明熔体冷却时,释放热量,大约95%被带走冷却液的冷却系统和模具冷却时间占了超过三分之二的整个成型周期,因此,冷却系统对塑料制品的生产效率有重要的影响。合理的冷却系统不仅可以减少变形产品,提高产品的机械性能,提高产品的外观质量,与此同时,缩短冷却时间,提高生产效率。5.2 冷却系统的选择方案因为在浇注系统,选择方案一点浇口,所以针对点浇口所在的冷却系统,我使用两个不同的冷却水道项目,比较和分析,以确定更合理的冷却水路,并完成浇注系统的分析。5.3 冷却系统方案一、二的对比方案一方案二参数的对比如表5-1所示表5-1 冷却水路参数对比参数单位 方案水管直径（mm）水管与制品间距管道数量管道中心间距制品之外距离方案一122542020方案二122566060布局如图方案一5-1与方案二5-2所示 图5-1 四管道水路 图5-2 六管道水路为了方便看出方案一与方案二的区别，将通过回路冷却介质温度、回路闭管温度、制品平均温度等图例的对比选出最优的方案。回路冷却介质温度 如图5-3和5-4所示。 图5-3 方案一介质温度 图5-4 方案二介质温度回路管壁温度 如图5-5和5-6所示。 图5-5 方案一管壁温度 图5-6 方案二管壁温度制品平均温度，如图5-7和5-8所示。 图5-7 方案一平均温度 图5-8 方案二平均温度5.4 冷却系统的确定通过比较三组数据的插图数据对比,我们可以看到冷却介质温度、循环封闭管温度数据都是一样的,没有区别,计划产品的平均温度比两个产品只是平均温度0.5。在塑料制品的加工,冷却系统的主要目的是减少塑料制品的温度,使产品不受温度影响,更好的表面质量和变形小,力学性能越好。0.5的区别并没有很大的差别,所以我选择四个冷却水,冷却水管,而该计划ErLiuGe管水道有助于省钱。因此,我们选择方案一中四个水管的冷却系统。总 结这次写论文对于我们毕业生来说是特别难忘的，在我们徜徉在书籍的海洋之中，每次寻找到相关资料都是万分的激动和兴奋。我想为了这次论文每个人都熬过夜，但是只要每次看到那是我们自己亲手一字一字的打出来，心中只有喜悦而无丝毫疲惫。在整个过程中不停地寻找翻阅使我学到了很多新知识，更巩固了原来的知识，增长了见识。今后我会一直充实自己，努力的提高自己,争取在所学领域有所成就。坚持不懈，持之以恒，实事求是，认真严谨，吃苦耐劳是我这次论文中学到的，也是受益最大的。这是一次磨练，是对于我们来说第一次真正的磨练，也是一次对即将踏入社会的我们的一次很好的历练。我觉得是非常有意义的，对我们有很大的帮助。此次零件是用moldflow设计的，我对于moldflow并不是特别的精通，庆幸在同学的帮助下完成了本次设计，每当同学使用moldflow的时候我就去请教，同学们也热心的帮助我，教我如何设计。用moldflow设计从一开始的不太精通，然后在同学的指导下一步一步的完成，浇口位置，气穴位置，锁模力，浇注系统这些在我看来很难完成的任务，也是顺利的完成了。心情还是非常激动的。这次的设计使我们都到了进一步的提高，学到了更多书本上没有的东西，增长了见识，也对本专业有了跟多了了解。明白了互帮互助的重要性，不仅可以提高办事效率，一个乐于帮助他人的人也会得到他人的帮助。 致 谢从大一至大三，转眼间大学三年时光就快结束了，还记得当初嘻嘻嘻哈哈而如今变得些许的稳住，也有了责任感，知道不能老是依靠父母，需要靠自己走出一片天地。三年来风风雨雨，有苦也有过甜。不管是同学还是老师都对我有很大的帮助。三年里我受过不少同学们的帮助，当然也帮助不过不少同学，能遇到这些同学我相信是缘分，每个人都会有几个铁哥们，在学校里每当你遇到困难时会帮你渡过难关，会尽力帮你，一起努力，一起笑。当他遇到困难时，我也会尽力帮助他，就是这样的互帮互助才是我们的感情更加牢固。真的很幸运能遇见你们。导师渊博的专业知识、严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，本文在老师的指导下才得以完成，老师对每个同学都是一视同仁，都尽自己最大的努力来帮助我们。老师的这种工作态度对面我都有很大的影响，为我们以后到社会上工作树立了一个好榜样。对什么事都尽心尽力，这样才能称得上是一个好员工，一个人的能力差不打紧，但是态度一定要认真，只要态度端正提高能力是迟早的事，也只有态度端正的人才能得到他人的赏识。 平时上课时我们遇到不会的问题也都来询问老师，老师也是非常的热情，悉心的指导。不仅教会了我们专业知识，我们更学到了如何做人，所以在此在对老师衷心的说一声：“谢谢您。”最后要感谢的是我的父母。每一个父母都是最爱自己的孩子的，不管何时何地，父母都是关心这你的。谢谢你们在我心情低落时的陪伴，最真心的安慰。在以后的日子里我会跟加努力学习和工作，不辜负父母对我的期望，让他们为我感到骄傲。将来我会更好地报答我的父母。送上最真诚的感谢：“爸妈谢谢你们！”参考文献1 李代叙. Moldflow模流分析从入门到精通. 北京：清华大学出版社，2012.2 单岩、吴立军、徐勤雁、王刚社. Moldflow模具分析技术基础与应用实例. 北京：清华大学出版社，2012
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