毕设开题报告—基于ug和moldflow注塑模

1、课题的意义和目的课题意义塑料广泛用于工业、生产生活的各个方面比如电子厂牌行业，汽车制造 业以及农业的各个方面。如今，在我们身边能随处可见塑料制品，塑料在我 们工农业和生活中有着广泛的应用，所以研究塑料注塑模具是非常有价值 的。塑料成型的一个重要成型技术是注塑成型。注塑又称注射成型。注塑是使用 注塑机（或称注射机）将热塑性塑料熔体在高压下注入到模具内经冷却、固 化获得产品的方法。注塑也能用于热固性塑料及泡沫塑料的成型。注塑的优 点是生产速度快、效率高，操作可自动化，能成型形状攵杂的零件，特别适 合大量生产。注塑成型离不开模具的设计，nj以说模具设计质量的好坏直接关系到产 品质量的好坏。所以模具在

2、注塑成型中占有极其重要的地位。模具是工业生 产屮使用极为广泛的基础工艺装备。在汽车、电机、仪表、电器、电子通信、 家电和轻工业等行业屮，60%80%的零件都要依靠模具成形，并且随着近年 来这些行业的迅速发展，对模具的要求越来越迫切，精度要求越来越高，结 构要求也越來越复杂。用模具生产制件所表现出來的高精度、高复杂性、高 一致性、高生产效率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具生 产技术的高低，已成为衡量一个国家产品的制造水平的重要标志。题的目的、意义随看塑料工业的快速发展，塑料制品的结构越来越复杂，伴随而来的问 题是塑料件的设计及其成型生产难度越来越大。传统的塑件生产中，对设计 人员和

3、一线工人的经验要求较高。因此模具设计已经由传统的靠经验设计到 靠软件设计。ug/moldwizard是unigraphics系列软件中一个独立的应用模 块，也是运用于注塑模具自动设计的专业应用模块。它应用知识嵌入的基本 理念，按照注塑模具设计过程的一般顺序来实现模具设计的整个过程。在此 过程屮只需根据一个产品的三维实体造型，建立一套与产品参数相关的三维 实体模具即可。它不但能自动设计一般模具，还能结合运用uni graphics软 件的其他应用模块拓展其功能，设计出复杂程度较高的模具。全三维模具设 计师当前模具设计的方向，当前广泛使用的ug/moldwizard由于其功能强大、 稳定性好，所以

4、，在实际生产中越来越多地受到专业人士的青睐。moldflow 是一套针对塑件注射成型过程进行仿真分析的软件。它主要是以塑料件成型 过程为对象，以塑料流动理论、有限元和数值模拟等理论为支撑，以计算机 为运行载体的仿真软件。它以便携高效的方式对塑料成型过程进行模拟，模 拟的结果可为生产实践提供参考。所以基于moldflow和ug对塑料模具进行 设计有非常重要的意义。课题目的本设计先运用ug对洗发露喷嘴进行三维实体模型的造型，对注塑模具 进行初设计，接着运用moldflow软件进行模流分析和仿真，对模具进行改进, 然后运用ug小的moldwizard模块进行注塑模具三维实体造型，这样使设计 人员能够

5、更好的设讣模具，在设讣过程中发现制品结构、模具和成型工艺等 方面存在的问题，从而修改设计方案，有效地降低生产成本、提高制品质量、 缩短生产周期。课题的目的、意义同时也希望通过本课题的设计，自己将会在下述基本能力上得到培养和 锻炼（1）塑料件制品涉及及成型工艺的选择（2） 般塑料件制品成型模具的设 计能力（3）塑料制品质量分析及工艺改进、塑料模具结构改进设计的能力（4） 熟练掌握模具设计常用的软件（cad、ug. moldflow）及同实际设计的结合的 能力（5）使自己在文档组织与检索方面的能力得到提高（6）掌握写论文的 一般步骤及格式方法，同时提高自己的学习、思考、解决问题的能力 国内外技术现

6、状及发展趋势随着制造业的发展，模具于20世纪2030年代，特别是美国于20世纪 30年代制定了第一部模具零部件的标准后，进入产业化生产。模具产业化生 产经历了作坊式和工业化生产两个阶段，直至20世纪80年代初计算机工业 和数控机床的广泛应用，特别是模具标進化程度与水平的提高，模具生产开 始进入现代化生产时代，各工业国家才形成现代模具工业体系。现在国外模 具发展方向主要朝以下四个方面发展：（1）高速切削技术：高速切削的概念最早由德国的salomon|専士提出，高 速切削技术是一种是通过特定方法和生产设备进行高效、高精度的数控加工 方式。使用高速切削技术的注塑模具具有加工平稳、精度高、效率高等优点

7、。 如：德国、日本等85%左右的模具采用高速加工代替电火花加工成型技术。我 国20世纪90年代开始高速切削技术的研发与应用。国内外 技术现 状及发 展趋势（2）快速成型技术：快速成型技术产生20世纪90年代，它是集数控、激 光、新材料分层制造等现代先进制造技术于一体的科技成果，被称为自数控 技术以来的又一次技术革命。快速成型技术通过利用cad数据，将一层层的 材料叠加形成三维实体。目前，使用比较广泛的快速成型技术有：激光立体 光刻技术、熔丝沉积成型技术、叠层成型技术、激光诱发热应用成型技术等。 对于低成木、高精度、快速的模具制造具有重要的意义，目前已被泛应用于 汽车、家电、航空等领域。（3）微

8、注射成型技术：微注射成型通过螺杆将高聚物塑化，然后将熔体注 入计量室，利用计量室对熔体进行精确计算后，将其射入模具。随着高技术 和精密技术的快速发展，微注射成型被广泛应用于尺寸小，形状待殊，功能 复杂的塑件的生产中。随着电子通讯、精密机械等产业的发展，微注射成型 技术也得到了越来越广泛的应用，每年以大约20%的速度增长。（4）热流道技术：热流道技术在注塑模具中的广泛应用是制造业一大变 革。热流道模具是最早由美国的incoe公司，可见其对模具行业的重视。注 塑模具在开发出来，在工业发达国家己有儿十年的应用历史。它具有生产成 本低、成型周期短、工作效率高等优点。热流道模具在工业发达国家的应用 发展

9、较快，很多国家的应用率达到70%以上。同时，热流道模具的制作成本、 技术要求、维护费用都比普通模具的要高，因此，需要进一步的研发与改进, 使其更广泛地应用于注塑模具的生产中。我国，随着现代制造业的发展，在学习工业国家建设模具工业基础上， 经过20多年的努力与进步，于20世纪90年代，在制定、完善模具技术标 准体系，并实行标准件专业化生产的条件下，创建了 20余个集群式模具生国内外 技术现 状及发 展趋势产基地，从而形成了模具类别齐全、具有近两万个模具生产能力，以及与之 相关的企业的模具工业体系。其中，有近20%的模具生产企业，己实现了现 代化模具生产方式。但是，国内在模具制造方面仍需继续努力。

10、基于ug和moldflow的电子面板注塑模具设计在国外的研究状况是非常 好的，其发展也很好。然而在国内很多企业还是靠传统的方式进行模具的设 计，虽然也有一部分人对其研究，但还不够，还有待于进一步深入，尤其是 在企业和人才培养方面。近年来，随着世界制造中心向中国转移，可见其发 展趋势是非常可观的。中国未来模具技术的发展趋势主要是： cad、cam、cae的广泛应用及其软件的不断先进和cad / cam / cae技 术的进一步集成化、一体化、智能化； pdm（产品数据管理）、capp（计算机辅助工艺设计管理）、kbe（基于知 识工程）、erp（企业资源管理）、ms（模具制造管理信息系统）及int

11、ernet平 台等信息网络技术的不断发展和应用； 高速、高精加工技术的发展与应用； 超精加工、复合加工、先进表面加工和处理技术的发展与应用； 快速成型与快速制模（rp / rt）技术的发展与应用； 热流道技术、精密测量及高速扫描技术、逆向工程及并行工程的发展 与应用； 模具标准化及模具标准件的发展及进一步推广应用； 优质模具材料的研制及正确选用； 模具口动加工系统的研制与应用； 虚拟技术和纳米技术等的逐步应用。根据产品的形状对照模具设计手册进行注塑模具的设计，主要设计任务包括 一下内容：一接受设计任务书明确设计主要任务、整理设计思路、规划设计时间。二 收集、分析、整理原始设计资料，构建知识框架

12、(1) 资料收集1查阅文献资料，专业设计或论文。2学习利用moldflow软件进行曲面设计与分析的方法；ug三维模具设 计学习，完成基本的知识结构。3到工厂车间或涉及课题有关的单位进行实地考查或实习，并开展有关 研究，参考实际川核心问题的解决方案，以及实际操作小会出现的问题和应 该注意的事情。4请指导老师対毕业设计方案进行指导与评议，找到自己的不足，収长 补短。将不合适的设计及设计中的失误剔除改正。(2) 制件分析设计是要求塑件应具有满足使用目的功能，并达到一定的技术指标该塑 件是日用品，要能承受一定的外力，如冲击载荷，振动，摩擦等;塑件的工作温 度是室温,这使得在材料选择时对热变形温度，脆化

13、温度，分解温度的要求降 低;作为一种日用品，生产批量应该是大批大量生产，这样，就必须考虑生产成 本和模具寿命。三 运用ug和moldfl ow进行产品三维模型设计和优化.模具各功能机构的详细设计与计算，确定模具的主要尺寸。对制件结构 进行3维建模，(如图一、图二所示)利用moldflow对制件进行优化分析(如图四、图五所示)课题的主要任务图一：制件体积图二：制件质量图四：流动阻力分析图图五：最佳浇口位置分析四拟定并论证模具及结构的总体方案(1) 模具的分型；分型面选择方式一分型面选择方式二分型面论证对比:分型面选择方式一分型面选择方式二1、模具高度低；2、模真型芯加工较简单，同时因为型芯较 短

14、，刚度大。3、侧抽长，侧抽不易加工。4、分型面选择在最大裁面处，不影响制件光 渭的表面1、模具高度高；2、型芯较长，刚度不足，冉卄合模过程中容易损坏；3、侧抽短，利用斜滑块即可实现侧抽；4、模具分型面选择在了曲线处，加工后有痕 迹。（2）型腔布局、浇口位置的选择；合理的型腔布局有，能简化模具结构，提高生质量。沐浴露喷嘴模具设 计中，因为塑件复杂，我们选用的一模两腔，模具型腔布局只有一种。 模具型腔体积佼小，塑件壁厚均匀，经塑料专家分析，注塑件浇口最佳位置 主要为每个制件的圆心（如图六）。图六型腔布局图（3）注射模设计；1、抽型、浇口及流道设计与优化2、复位、导向、顶出机构设计与优化3、注射系统

15、和冷却系统设计与优化4、成型零件的设计与优化五模具总体尺寸的确定、校核，选购模架模具各功能机构的详细设计与计算，确定模具的主要尺寸；模具与成型 设备的关系的校核。模架已逐渐标准化，根据牛产厂家提供的模架图册，选 定模架六运用moldfl ow对模具注塑过程进行分析并对模具进行改进 七 运用ug/moldwizard进行模具设计，导出二维装配图和零件图 八编写毕业设计说明书研究和设计中可能遇到的问题（1）选材问题：众所周知，洗发水喷头属于生活用品，所以对其表面光 滑度、制件强度、柔韧性要有很高要求；但是同时选择材料时也要考虑其经 济性，不能因为高质量而忽视洗发水的商品性；（2）塑料特性所引起的问

16、题：塑料一般都具有大的收缩率和热膨胀系数, 同时由于每一种材料特性的不一致，所以在设计中要根据不同材料可能要选 择不同计算方法；（3）制件结构加工问题：本制件有一个长侧抽，而侧抽一般常用斜滑块 进行加工，但因为侧抽如何设计是一个很大问题；螺纹加工有强脱、旋转式 脱出等方式，但是由于强脱无法满足加工条件，而旋转式脱出方式较复杂， 同时可能与抽型机构发生干涉。所以机构的选择是本设计一大难题；研究和设计中可能遇到的问题以及解决的方法和措施材料pp（聚丙烯）pvc（聚氯乙烯）abs（烯丙烯靖 丁二烯苯乙烯 共物）磨擦系数0.340.45 0.650.45成型特点成型收缩范围大， 容易发生缩孔，凹 痕及

17、变形.聚氯乙烯在成型 温度下容易分解 放出氯化氢在成 型时必须加入稳 定剂和润滑剂并 严格控制温度及 溶料的滞留时间.abs在升温时 粘度增高，所以 成型压力较高， 易吸水，成型前 应进行干燥处理表_（4）为了使制件顺利脱出，制件各机构不发生干涉。有些参数需要提前 计算。解决的方法和措施（1）材料选择通常,选择塑件的材料依据是它所处在的工作坏境及使用性能的耍求，以 及原材料厂家提供的材料性能数据对于常温工作状态下的结构件来说，要考 虑的主要是材料的力学性能，如屈服应力，弹性模量，弯曲强度，表面硕度等.该 塑件对材料的要求首先必须是耐磨性好，其次才是成型难易和经济性问题，以 下是对pp、pvc、

18、abs材料的耐磨性和成型特点性能对比：（如表一所示）以上的性能分析对比中看出，在耐磨性方面三种材料相差不大，成型特性上以 pp为最好。(2) 该制件分型面选择1、为使塑件能从模具内取出，分型面的位置应设在塑件断面最大尺寸 的位。2、型腔的选择：尽量防止形成侧孔和侧凹，以避免采用较复杂的模 具结构。3、确保表面质量：分型面尽量不要选择塑件光滑的外表面，避免影 响塑件的外观质量;将塑件要求同轴度的部分放在分型面的同一侧。以确保塑 件的同轴度;要考虑减小造成塑件大、小端的尺寸差异要求等。4、有利于塑件脱模：由于模具的脱模机构通常设置在动模一侧，故尽 可能使开模后塑件留在动模一侧。5、模具零件易于加工

19、。研究和设计中可能遇到的问题以及解决的方法和措施抽芯方法特点斜销分型抽芯机构由斜滑块抽芯机构的工作原理 可以看出，该结构的特点为：1结构简单、制造方便、动作可靠2斜滑块抽芯机构的抽芯距不能 太长，结构较简单；3抽芯与推出的动作是重合在一 起的；4斜滑块的闭合和锁紧是依靠压 铸机的锁紧力来完成的齿轮齿条侧抽齿轮齿条抽芯可获得较大的抽 芯力与抽芯距，齿轮齿条抽芯还可固 定在推出板上，利用推出动作实现转 动与抽芯。但是由于齿轮齿条是机械 刚性传动方式。在开合模屮可能造成 传动不稳定，制品精度不咼。液压侧抽液压抽芯传动平稳，且可得到较 大的抽拔力和较长的抽芯距离，但是 rh于模具结构和体积的限制，油缸

20、的 尺寸往往不能太大。综合选择分型面方式一(3)侧抽几种方法对比综合初步选择斜销分型抽芯机构(如图七所示)。研究和设计中可能遇到的问题以及解决的方法和措施小型芯弹簧吕限位销图七侧抽芯机构（4）螺纹加工方式设计本制件螺纹加工要求（1）螺纹精度可以较低（2）螺纹足够强度和耐磨性（3）螺纹长度、深度要足够，要保证能锁紧洗发露，防止流出。由于螺纹深度和长度较长，强脱无法满足条件；而旋转式脱出方式较复杂， 同时可能与抽型机构发生干涉。综合对比选择用哈夫块直接成型螺纹方式（如 图七所示）1 b图八螺纹加工方式设计前期的 文献资 料收 集、调 研及设 计准备 情况前期的文献资料收集画法儿何及机械制图、机械零件设计手册、机械设计、材 料成型机械moldflow基础知识详解ug入门理论等理论书籍。参考文献1 机械电子工业部模具结构与设计基础机械工业出版社，1993.112 屈华昌主编，塑料成型工艺与模具设计m,机械工业出版社，2000. 043 唐志玉塑料模具设计师指南国防工业出版社，1999. 064 刘际泽.塑料制品内