1、基于 Moldflow 软件的 MP4 壳体注塑分析与优化设计Injection ProcessAnalysis and Optimized Designof MP4 Product Basedon theMoldflOW Software专 业 研究生指导教师机械工程学院201 1 年 5 月中文摘要随着现代工业的飞速发展，模具工业日益受到人们的重视和关注。注塑模具是塑料模具的重要组成部分。在注塑成型实际生产过程中，由于众多复杂因素的影响，设计人员很难预测出制件上出现的缺陷，因此要经过多次的试模、修模、调整工艺条件才能投入生产。如今，该种方法已不能满足快速生产的需要，CAE 技术雪借自身优势
2、，已经成为注塑模具设计中不可或缺的一部分。本课题利用最常用的模具 CAE 软件Moldflow，对原始设计方案进行流动、冷却、翘曲三方面的模拟分析，模拟出型腔中塑料熔体的流动、保压和冷却过程，并通过原始设计方案的分析结果，预测出制件在流动和翘曲方面上的缺陷。针对制件在熔接痕和收缩变形上的缺陷，列举出的缺陷产生的原因和解决办法。首先利用最佳浇口位置模块进行浇口位置的优化设计，改善了制件熔接痕的大小和位置，然后利用软件中的成型工艺窗口模块分析出最佳的成型工艺条件，优化后收缩变形量略微有所减小，最后利用对保压曲线的优化设计，将变形量降低到规定范围内。本文的研究成果对于提出合理的注塑成型方案具有十分重
3、要的指导意义。同时。为针对复杂注塑模具设计利用 Moldflow 软件进行有限元分析，探索出一条切实可行的途径。关键词：Moldflow 注塑成型熔接痕翘曲优化设计 MP4 壳体ABSTRACTWith the rapid evelopment of modem industry,mold industry has been widely used and concerned Injection mold is one of the important components for the plastic moldIn the actual production of the injectio
4、n molding，defects of the products aredifficult to predict due to the influence of many factorsThe problem was solved by the repeated repairing mold，test mold adjusted thetechnological conditions and then to put it into productionNowadays，this method can not satisfy the requirements of the rapid prod
5、uction With advantages of its own,CAE technologyhas become alle ffective method to analyze thecomplex defects in the injection mold design In this paper original scheme in the three fields of flow，cool and warpage was simulated and analyzed using the common mold CAE software-Mold flowThe resuks obta
6、ined include the process of the plastics melt how to flow，pack and cool in the cavityAccording to the analytic results of the original scheme defects of the flow and warpage Wb“Te predictedAt the same time， ther easons and solutions of the defects onthe weld lines and shrinkage deformations were pro
7、posedOn the basis of the above analysis work,first the gate location optimal design by thebest gate location module is carried on The sizes and poskions of the weld lines were improvedSecond，the optimal processing conditions bythe molding window modulew ere proposedTheshrinkage deformations were dec
8、reased a littleFinally,this paper using the packing pressure curve optimizing function to make the deformations decreased the reasonable range The research results in this paper are of greats ignificance for the reasonable inject moldschemeSimultaneously,anachievable way is explored for the FEA of t
9、he complex inject mold design by using the Mold flow softwareKey words：Moldflow ，injection molding，weld lines，wargape，simulation analysis，MP4 product目录第一章塑料模具中的 CAE 技术111 注塑成型 CAE 技术的研究现状1111 充填保压模拟模块2112 冷却模拟模块2113 残余应力与翘曲变形分析模块一 212 CAE 技术在塑料模具中的应用。313 注塑成型 CAE 技术存在的主要问题414 课题的背景及主要研究内容。4141 课题的背景
10、 4142 课题研究的主要内容6第二章 Moldflow 分析基础721 注塑成型过程及成型工艺条件7211 注塑成型过程。7212 注塑成型的工艺条件 822 注塑成型充填过程熔接痕形成的数学模型 923 翘曲变形的数学模型lO24 本章小结1l第三章原始方案注塑过程模拟分析1231 制件的结构分析与有限元网格模型的建立1232 分析类型的选择与成型材料的选择14321 分析类型的选择14322 成型材料的选择1433 原始浇注系统和冷却系统方案设计15331 原始浇注系统方案设计1 5332 原始冷却系统方案设计1 634 注塑工艺参数的设置 18341 注塑工艺参数对注塑成型的影响183
11、42 工艺过程参数的设置1935 分析计算与原始方案注塑过程模拟结果分析19351 流动结果分析20352 冷却结果分析22羲声 353 翘曲分析2336 本章小结26第四章原始方案的优化设计2741 原始方案的缺陷分析27411 熔接痕产生的原因及解决办法27412 翘曲变形产生的原因及解决办法2842 浇口位置优化设计 29421 浇口位置的选择原则29422 最佳浇口位置的确定30423 浇口位置的改进方案与改进后的熔接痕结果分析304-3 成型工艺的优化设计3l43。l 成型工艺窗口分析3l432 成型工艺改进后的翘曲变形分析结果3244 保压曲线的优化设计33441 保压曲线的调整3
12、3442 保压曲线改进后的翘曲变形分析结果3445 本章小结35第五章优化设计后注塑过程模拟分析3651 分析前处理 36511 优化后的浇注系统36512 优化后的工艺过程参数设置3652 优化后方案注塑过程模拟结果分析36521 流动结果分析36522 冷却结果分析38523 翘曲分析3953 本章小结40第六章结论与展望4l61 结论4l62 展望42参考文献。43至定谢46沁园春雪北国风光， 千里冰封， 万里雪飘。望长城内外， 惟余莽莽； 大河上下，顿失滔滔。山舞银蛇， 原驰蜡象， 欲与天公试比高。须晴日， 看红装素裹， 分外妖娆。江山如此多娇， 引无数英雄竞折腰。惜秦皇汉武， 略输文
13、采； 唐宗宋祖，稍逊风骚。一代天骄， 成吉思汗， 只识弯弓射大雕。俱往矣， 数风流人物， 还看今朝。 克 出师表两汉：诸葛亮先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。然侍卫之臣不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。诚宜开张圣听，以光先帝遗德，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。宫中府中，俱为一体；陟罚臧否，不宜异同。若有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其刑赏，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使内外异法也。侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔以遗陛下：愚以为宫中之事，事无大小，悉以咨之，然后施行，必能裨补阙漏
14、，有所广益。将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用于昔日，先帝称之曰“能” ，是以众议举宠为督：愚以为营中之事，悉以咨之，必能使行阵和睦，优劣得所。 亲贤臣，远小人，此先汉所以兴隆也；亲小人，远贤臣，此后汉所以倾颓也。先帝在时，每与臣论此事，未尝不叹息痛恨于桓、灵也。侍中、尚书、长史、参军，此悉贞良死节之臣，愿陛下亲之、信之，则汉室之隆，可计日而待也 。臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顾臣于草庐之中，咨臣以当世之事，由是感激，遂许先帝以驱驰。后值倾覆，受任于败军之际，奉命于危难之间，尔来二十有一年矣。先帝知臣谨慎，故临崩寄臣以大事也。受命以来，夙夜忧叹，恐托付不效，以伤先帝之明；故五月渡泸，深入不毛。今南方已定，兵甲已足，当奖率三军，北定中原，庶竭驽钝，攘除奸凶，兴复汉室，还于旧都。此臣所以报先帝而忠陛下之职分也。至于斟酌损益，进尽忠言，则攸之、祎、允之任也。愿陛下托臣以讨贼兴复之效，不效，则治臣之罪，以告先帝之灵。若无兴德之言，则责攸之、祎、允等之慢，以彰其咎；陛下亦宜自谋，以咨诹善道，察纳雅言，深追先帝遗诏。臣不胜受恩感激。今当远离，临表涕零，不知所言。
