光盘驱动塑料外壳的模流分析【毕业论文+CAD图纸全套】

1摘要本次课题模流分析主要说明了光盘驱动塑料外壳模具在注塑模具中可能出现的各种情况。基于MOLDFLOW的模流分析，运用有限元的思想，进行科学有效的分析。确定最优方案。关键词注塑模具；MOLDFLOW；有限元I目录目录2前言41任务书与任务分析511毕业设计的原始数据512毕业设计内容和要求513设计任务及方案分析62、网格分析721网格分析的思想和网格修复工具介绍722网格修复的具体过程83寻找最佳浇筑口位置1131创建分析任务1132方案一浇口点取在N2191243分析与结果19II4一模两腔浇筑类型2041创建任务2042选择原材料2042产品工艺参数设置2144方案一点浇口N219（点浇口）2345方案二侧浇口NBC1、NBC4（侧浇口）2646分析与结果285冷却分析2951创建分析任务2953方案二水管与制品X轴为基准3254分析与结果356结论36致谢37参考文献381前言当今一个国家的发达程度很大程度取决于这个国家的制造业，而模具这个行业在制造业站主导地位。模具产品精度高，经济实惠，便于大批量生产，提高生产率。效率提高了，就意味着节省金钱。效率的提高就要从设计的角度考虑，模具的生产材料，结构方式，加工工艺等无不影响效率。今天我们着重讨论注塑模具的设计和生产。塑料制品每家每户都有，可以说必不可少。塑料制品有着诸多的优点。让我们的生活更方便和舒适。这也对模具的设计者提出了更高的要求，材料方面要有更高的工艺性能、经济性、对人的亲和性和对环境的亲和性；工艺方面有改进加工工艺、优化工序和避免不必要的偏差等。对从业者提出了巨大的挑战。今天我要介绍的这款软件MOLDFLOW，就可以帮助设计者模拟注塑模具在生产过程中出现的状况。其中就包括了浇筑口、填充、流动翘曲、冷却等的分析。21任务书与任务分析11毕业设计的原始数据为如下实物塑料零件造型、成型分析并设计适当模具结构。零件名称塑料光驱材料PC图号料厚5MM精度MT6生产批量大批量12毕业设计内容和要求运用MOLDFLOW对已知的零件进行模流分析，其中包括网格划分、最佳浇筑口、流动翘曲、冷却系统。运用软件就这几个方面模拟不同的方案，分析各个方案的数据。313设计任务及方案分析设计题目玩具光盘驱动塑料外壳模流分析产品的零件图及三维效果图，如图13所示。图11产品的零件图及三维图42网格分析21网格分析的思想和网格修复工具介绍对研究对象进行网格划分，实际上就是有限元分析的思想。其思想就是把一个连续的物体分离散化若干有限大小的单元体集合，以求解连续体力学问题的数值方法。而在MOLDFLOW中，对已划分网格的部分进行分析并修复。下面介绍几种网格修复的方式自动修补能自动搜索并处理存在的单元交叉和单元重合问题，同时可以改进单元的纵横比。合并节点将两个或两个以上的起始节点合并为一个目标节点。插入节点在两点之间插入一个新的节点，从而消除纵横比不理想的单元区域。排列节点可以实现节点的重新排列。单元定向可以将查找出来的定向不正确的单元重新定向，但不适用于3D类型模型。平滑节点将与选定节点有关联的单元进行重新划分网格，目的是得到更加均匀的网格发布，以便于计算。22网格修复的具体过程划分网格是建立有限元模型的一个重要环节,它要求考虑的问题较多,需要的工作量较大,所划分的网格形式对计算精度和计算规模将产生直接影响。网格参数包括单元格长度、网格数量和网格疏密程度,三者联系紧密,而又各自独立。打开软件在输入中打开已存在的工件，工程管理视5窗中的“工具”页面显示“生成网格”定义信息，如图所示。【单击立即划分网格】按钮，系统自动对模型进行划分和匹配。网格划分信息可以在模型显示区域下方的“网格日志”中查看，如图所示。图22然后再在网格诊断中打开纵横比诊断。如图。图23观察图中红线标注的地方，再用网格工具中节点工具中的插入节点。进行修改。6修改步骤如图图24图25图267图27将纵横比较大的区域作上面的处理。83寻找最佳浇筑口位置31创建分析任务双击方案任务视窗中的图标，系统会自动弹出【选择分析顺序】对话框，如图所示。图37再找到最佳浇口位置。图38继而模拟浇筑过程。下面我们去两种情况即浇口位置的不同。图示为MOLDFLOW推荐的最佳浇筑口位置。进行软件运行及仿真，分别仿真充填时间、速度/压力切换时的压力、气穴、熔接9痕和变形，所有因素变形。图39图31010蓝色的区域为最佳浇筑口位置，红色的区域则为最差的浇筑口位置。32方案一浇口点取在N219MOLDFLOW推荐最佳浇筑口在N219在图中找到这个点并选中作为浇筑口。图311图为零件材料的选择PC图31211图为最佳浇筑口充填所需要的时间灰色的地方表示没有填充到地方应当改变填充压力等一些条件，以实现改善。图313图为最佳浇筑口充填是各个数据图314图为最佳浇筑口速度/压力切换时的压力效果图12图315图为不同色带所代表的不同压力，边缘部位有灰色的地方，此为压力不足，需要增大压力。图316图为最佳浇筑口的气穴效果图。13图中气穴大多分布在产品的分型面上，所以在实际生产过程中，不会产生气穴。图317图为最佳浇筑口所有因素变形的效果图图328图为最佳浇筑口熔接痕的效果图33方案二浇口点取在N23014图318图319图为最佳浇筑口的效果图。蓝色的区域为最佳浇筑口位置，红色的区域则为最差的浇筑口位置。15图320图为最佳浇筑口充填所需要的时间图321图为最佳浇筑口充填时数据图322图为最佳浇筑口速度/压力切换时的压力效果图16与方案一比较未填充的地方显然小。图323图为最佳浇筑口的气穴效果图。图中气穴大多分布在产品的分型面上，所以在实际生产过程中，不会产生气穴。图324图为最佳浇筑口熔接痕的效果图17图325图为最佳浇筑口所有因素变形的效果图34分析与结果经过对比，方案二较为合理，即浇筑口选在N230184一模两腔浇筑类型为节省模具生产成本，简化生产中不必要的过程，所以尝试一腔两模。41创建任务双击任务视窗中的图标，系统弹出【选择分析顺序】对话框，如图219所示，选择“流动翘曲”，单击【确定】按钮，完成分析类型的选定，如图所示。图4142选择原材料本产品选择PC做生产原材料。PC是聚碳酸酯的简称，聚碳酸酯的英文是POLYCARBONATE，简称PC工程塑料，PC是一种综合性能优良的非晶型热塑性树脂，具有优异的电绝缘性、延伸性、尺寸稳定性及耐化学腐蚀性，较高的强度、耐热性和耐寒性；增加耐高温125度，耐低温40度,还具有自熄、阻燃、无毒、可着色等优点，在你生活的各个角落都能见到PC塑料的影子，大规模工业生产及容易加工的特性也使其价格极其低廉。1942产品工艺参数设置在MOLDFLOW中对于既定材料也会有相对于的工艺设置参数。20图42图4321再设置工艺参数图45224、4方案一点浇口N219（点浇口）图46图为一模两腔的模拟图图47图为一模两腔最佳浇筑口模拟图图4823图为最佳浇筑口速度/压力切换时的压力效果图图49图为最佳浇筑口充填所需要的时间图410图为最佳浇筑口的气穴效果图图411图为最佳浇筑口熔接痕的效果图24图412图为最佳浇筑口所有因素变形的效果图45方案二侧浇口NBC1、NBC4（侧浇口）图413浇筑口模拟图从图上明显看出存在没有填充到的地方较大。25图414图为最佳浇筑口速度/压力切换时的压力效果图图415图为填充时间，与方案一对比显然需要更长的时间。图416图为注射位置处压力XY图图417图为射出重量XY图26图418图为浇筑口的气穴效果图图419图为锁模力XY图图420图为最佳浇筑口所有因素变形的效果图2746分析与结果经过对比分析，确定方案一为最佳浇筑方案。285冷却分析51创建分析任务（1）复制模型在工程管理视窗中右击完成分析的，在弹出的快捷菜单中选择【重复】命令，此时在工程管理视窗中，然后双击该图标。（2）双击任务视窗中的图标，系统弹出【选择分析顺序】对话框，如图所示，选择“填充保压翘曲”，单击【确定】按钮，完成分析类型的选定，如图所示。图51（3）双击任务方案中的图标，系统自动弹出【冷却回路向导】对话框，修改制定水管直径为5MM，水管与零件间距为10MM，如图225所示，然后按【下一步】，进入【冷却回路向导】对话框第二页，修改管道中心距为10MM，零件之外距离为40MM，如图所示，点击【完成】，冷却回路创建完成。52方案一水管与制品Y轴为基准29图52图5330图54图为冷却系统管道模拟图图55图为回路管壁温度图5631图为回路冷却介质温度图57图为平均温度，制品图为温度，模具3253方案二水管与制品X轴为基准图58图5933图510图为回路冷却介质温度图511图为回路管壁温度34图512图为平均温度，制品图513图为温度，模具45分析与结果通过对比，分析两种方案，方案一的材料利用率较高，结构空间更加合理，水路管道便于加工。35366结论随着科技的发展，更多的复合材料被研发，使得注塑模具在未来有着无限可能，我相信会创造更好的世界，造福于人类生活。MOLDFLOW等一系列的模具生产分析软件逐渐展现出特有的优势，为我们展现更好的结果。运用MOLDFLOW这款软件分析，发现方案中不足的地方，比较两方案优缺点等等。节省了很多的人力物力和时间，运用有限元的思想，将问题合理转化。当然我相信未来会有更多的软件，帮助我们分析解决问题。所以我们要学到老学到老。从不同角度分析问题，解决问题。学会比较、学会分析优缺点、学会选择。37致谢三年的大学生活就要接近尾声，从高中时代对未来的茫然，到现在对自己的职业生活清晰地规划和努力的目标。同样的我们在生活上也有不小收获，明白了很多道理。对于模具，在刚开始设计的时候，感谢倪老师的循循善诱，从选题到格式，再到内容安排等等。无溢言表，参考文献在哪里找，公式怎么用。当然离开了其他的老师我想我也不能完成这次毕业设计。第一位印象深刻的是教机械制图的吴凤老师，是我接触的第一个老师，是一个认真负责的老师，同时也是一个严谨的老师，对我们的生活以及以38后的实训也有很多关心，特别是我们CAD考证时候，还记得当知道我们很多人CAD没有过，就自己组织我们去补习，利用我们晚上的空闲时间，逐一辅导，很开心，我们大多数人都考过了，我觉得能遇到这样的老师是我们的幸运。第二位老师便是教UG的吴传山老师，吴老师让我们认识到了从脑子中到在电脑显示出来，从幻想到数据的具体，再到能亲眼看到的。这是一个神奇的过程，更加神奇的事情，就是用MOLDFLOW模拟实际生产过程，比如说产品的冷却系统、产品的浇筑系统、产品的流动翘曲等等，都可以用软件模拟出来。太多太多了这里就不详细列举了。同样的我的同学也很棒，是多姿多彩的大学生活不可缺少的一笔。最后我想说这三年是我人生中最难忘记的时光。39参考文献1金杨福MOLDFLOWINSIGHT注射成型分析基础北京化学工业出版社，20102张金标注塑CAE及MOLDFLOW软件应用北京机械工业出版社，20113张珑塑料成型CAEMOLDFLOW应用基础北京电子工业出版社，20134史艳艳HY6630新编中文版MOLDFLOW北