1、1毕业论文开题报告机械设计制造及其自动化基于MOLDFLOW的笔筒注塑件结构设计1选题的背景与意义塑料与钢铁、水泥、木材并称为四大工程材料。随着科学技术的进步，塑料的应用也愈加广泛。塑料是一种用途广泛的合成高分子材料，在我们的日常生活中塑料制品比比皆是。从我们起床后使用的洗漱用品、早餐时用的餐具，到工作学习时用的文具、休息时用的座垫、床垫，以及电视机、洗衣机、计算机的外壳，还有夜晚给我们带来光明的各种造型的灯具塑料以它优异的性能逐步地代替了许多已经使用了几十年、几百年的材料和器皿，成为人们生活中不可缺少的助手。塑料集金属的坚硬性、木材的轻便性、玻璃的透明性、陶瓷的耐腐蚀性，橡胶的弹性和韧性于一
2、身，因此除了日常用品外，塑料更广泛地应用于航空航天、医疗器械、石油化工、机械制造、国防、建筑等各行各业。塑料与其它材料比较有如下的特性（1）耐化学侵蚀。（2）具光泽，部份透明或半透明。（3）大部分为良好绝缘体。（4）重量轻且坚固。（5）加工容易可大量生产，价格便宜。（6）用途广泛、效用多、容易着色、部分耐高。2研究的基本内容与拟解决的主要问题研究的基本内容1笔筒结构的分析和设计。2MOLDFLOW软件成型分析。拟解决的主要问题1笔筒材料的选择。2塑料件设计结构工艺性分析。23笔筒的尺寸，内部结构的分析。4笔筒成型过程的分析。3研究的方法与技术路线研究方法查阅笔筒设计相关参考资料。收集有关笔筒设
3、计研究的一些技术报告，设计的方法、步骤、要点。学习PROE、MOLDFLOW软件，学会用软件来设计分析。向相关的专业人士请教和探讨设计方面的注意点和经验。通过设计以及计算，确定笔筒的结构、模具结构，选用合适的材料，最终画出零件图和装配图。主要技术方案1查阅模具设计的相关文献期刊和参考资料，了解笔筒设计的主要步骤，需要掌握的知识点；2收集笔筒结构的研究情况和参考资料，了解当今社会在笔筒行业的一些设计成就，提出自己的设计方案；3学习设计和分析软件，对自己的设计方案进行参数化计算，画出初步结构图；4计算各项数据，确定各项参数，并根据参数修改自己的图纸，得出完整的设计结果。4研究的总体安排与进度阶段一
4、201011101231完成文献综述和文献翻译，撰写开题报告，准备开题答辩；阶段二201101010116结合开题答辩情况，修改并确定总体设计技术方案；阶段三201102280320毕业设计详细方案设计、计算与分析，准备中期检查；阶段四201103210417数据计算，绘图，撰写设计说明书；阶段五201104180430修改设计说明书，定稿，答辩。参考文献1赵雷浅析注射成型塑料结构设计（J）机械研究与应用2010年3期1051062李宏达于云程胡治流MOLDFLOW在放大镜注塑件中的应用（J）机械制造与自动化2009年5期1181203贺华波，李红林，邓益民，等MOLDFLOW在电话听筒上盖零
5、件注塑成形中应用J轻工机械，2006，242384034骆美芝范振波钱晓晶刘红基于MOLDFLOW的绘图板注射成型优化设计（J）浙江科技学院学报2009年6月2862885贺华波邓益民李红林基于MOLDFLOW的笔筒注塑件结构优化设计（J）机加工与模具2007年4期50536贺华波李红林刘军费春华孙宝寿MOLDFLOW在对讲天线零件注塑中的应用（J）轻工机械2005年1期29317岳湘塑料件的设计与选材（J）工程塑料应用1997年6期30348徐佩弦塑料件的设计M北京中国轻工业出版社，2001526O9俞芙芳陈洪义摄像机镜头显示屏注塑模设计（J）工程塑料应用2008年2期646610罗宇玲曾亚
6、森曹晖盒状注塑件翘曲冷却分析及优化设计（J）工程塑料应用2009年8期384111郭志英李吉泉郭婷婷注塑件的强度设计及CAE预测J塑料工业2006年6期203012吴真繁孙宝寿陈哲基于MOLDFLOW的注塑件翘曲优化及影响因素分析（J）轻工机械2009年6期51213STUDERV，P6PINA，CHENYNANOEMBOSSINGOFTHERMOPLASTICPOLYMERSFORMICROFLUIDICAPPLICATIONSJAPPLIEDPHYSICSLETTERS，2002，80193614361614YOUNGWBSIMULATIONOFTHEFILLINGPROCESSINMOL
7、DINGCOMPONENTSWITHMICROCHANNELSJMICROSYSTEMTECHNOLOGIES，200524104154毕业论文文献综述机械设计制造及其自动化基于MOLDFLOW的笔筒注塑件结构设计摘要以塑料笔筒为对象，介绍其设计过程，提出了利用MOLDFLOW软件对所设计的塑料笔筒的成形质量进行比较分析，最终得到最优的结构设计。关键词MOLDFLOW软件；塑料笔筒；结构设计1研究背景及意义塑料与钢铁、水泥、木材并称为四大工程材料。随着科学技术的进步，塑料的应用也愈加广泛1。塑料是一种用途广泛的合成高分子材料，在我们的日常生活中塑料制品比比皆是。从我们起床后使用的洗漱用品、早餐
8、时用的餐具，到工作学习时用的文具、休息时用的座垫、床垫，以及电视机、洗衣机、计算机的外壳，还有夜晚给我们带来光明的各种造型的灯具塑料以它优异的性能逐步地代替了许多已经使用了几十年、几百年的材料和器皿，成为人们生活中不可缺少的助手。塑料集金属的坚硬性、木材的轻便性、玻璃的透明性、陶瓷的耐腐蚀性，橡胶的弹性和韧性于一身，因此除了日常用品外，塑料更广泛地应用于航空航天、医疗器械、石油化工、机械制造、国防、建筑等各行各业。进入90年代，我国国民经济的持速增长，带动了塑料工业的快速增长。塑料机械产业明显的跃升，促使注塑产品的应用领域从一般日用、民用行业向国民经济几乎所有的部门拓展，而且具有较高技术含量和
9、高附加值的注塑产品开发应用不断增多，提高了我国注塑行业的整体水平。企业技术装备、市场开发能力、产品应用范围和参与市场竞争的能力等方面与以往相比均有了较大提高，沿海工业发达地区的注塑产品档次接近港台同类产品的水平。到2000年全国注塑产品耗用量约287万吨；其中农用注塑品265万吨、包装储运注塑品65万吨、建筑注塑管件226万吨、工业配套注塑件127万吨、日用注塑制品1282万吨。注塑行业主要生产加工配套产品，服务于国民经济各行各业，市场需求量大，2000年家电行业洗衣机、冰箱、小家电产品等约需50万吨；电子电器、电视机、电脑等产品需塑料配件产品约50万吨；250万辆汽车需注塑配件约30万吨；包
10、装储运物流产品约65万吨。沿海经济发达地区，由于经济高速增长，急需注塑产5品的配套服务，给注塑行业发展带来机遇。随着塑料工业的发展，愈来愈多的塑料产品应用于工程实际中2。而要获得高质量的注塑产品，需要优秀的产品设计、高水准的模具和优化的注塑成形工艺，3个环节缺一不可。目前很多优秀的三维造型软件已可实现产品的精确三维造型以及模具自动生成，如PROE、UG等，而在注塑成形工艺方面MOLDFLOW软件是杰出代表3。MOLDFLOW软件是美国MOLDFLOW公司的产品，其软件包括三部分，其中一部分是MOLDFLOWPLASTICSINSIGHT简称为MPI。用户可以利用MPI的技术在模具加工前用计算机
11、对制件的几何形状、材料的选择、模具设计及加工参数进行优化，并可以模拟分析整个注塑成形的过程，准确预测熔体的填充、保压、冷却情况，以及制件中的应力分布，分子和纤维取向分布、制件的收缩和翘曲变形等，以便及早发现问题，从而获得高质量的产品，缩短制模周期4，并且MOLDFLOW软件可通过模拟来评估、改进和优化塑料产品尤其是薄壁产品的模具设计和成形参数，不必反复试模，从而降低产品制造成本和缩短新产品投放市场的周期56。2笔筒行业现状和发展趋势笔筒是中国古代重要的文房用具，一直深受文人墨客的喜爱。现代笔筒包括有塑料笔筒主要是PV之类比较具有韧性的材料。木制笔筒木制笔筒的材料几乎不限制，主要是考虑因素是脆度
12、不高，同样需要带点韧性的。金属笔筒金属笔筒主要是以马口铁为主，轻巧而不生锈。竹制笔筒这个很简单，制作工艺也比较简陋，主要是需要磨边的工艺而已。泡沫笔筒一般都是比较具有韧性的泡沫材料。木制笔筒和竹制笔筒基本是手工艺品，整个过程都可以依靠手工完成。其他类型的笔筒则需要通过机器来完成，尤其是塑料和泡沫笔筒，很多个成形环节都需要机器来完成，唯独包装和修边的过程是手工可以参与的。但随着现代科技的发展，笔筒的形状也做的各式各样，花样百出，大多以塑料为主，所以就有了现在的塑料笔筒。塑料笔筒最大的特点就是生产快，花样多，外观新颖，价格便宜。现在笔筒行业的发展中笔筒的设计越来越重要重要，设计决定着用料和生产的工
13、艺，用料决定着耐用程度，生产则决定着实用，使用方便是笔筒的最大竞争点之一，所以设计笔筒一定要尽量个性化一点，多用用户角度出发。例如可以把企业的产品介绍；图案或广告语印制在笔筒上，又形成了一个广告笔筒，是各大6中小企业提升企业品牌知名度，提高企业文化形象的好产品。特别是在朋友相互串门，相互赠送，笔筒到哪，宣传就到哪，是室内外既经济又实惠的流动广告。把笔筒赠送给消费者，使企业的品牌就可以达到长期的宣传目的，收到意想不到的效果。3笔筒的设计过程（1）结构设计塑料制品的结构基本上由功能结构、工艺结构及造型结构三部分组成。其中功能结构设计是核心，工艺结构和造型结构设计是在满足功能结构设计的基础上进行的。
14、通过充分分析制品功能的基础上，确定制品的整体结构、几何形状、材质、尺寸及强度要求等78。（2）材料选择通过比较各种常用材料，最终确定本次设计所用材料。选材和初步设计完成以后，应从加工工艺的角度进一步完善设计方案，主要包括浇口设计、壁厚的确定、加强筋的设计与布置、圆角的设计以及其他提高塑件刚性的措施如壳体边缘用各种形式的翻卷，采用台阶式凸缘结构等。设计多种不同底面形状的完全对称模型、非完全对称模型及不规则模型的塑料笔筒，通过MOLDFLOW分析注塑过程，对各项分析结果进行综合比较，选出最佳的结构设计模型910。（3）画出图纸使用PROE画出笔筒的实体图。（4）基于MOLDFLOW的注塑工艺模拟。
15、（5）结果分析并进行改进。（6）做出成品。4结束语随着塑料工业的发展，塑料在光学系统中的应用越来越多。塑料与无机光学材料相比，在成型加9。工和质量上有着独特的优势塑料以其质量轻、设计空间大、制造成本低、性能优异的显著特点被广泛应用11。塑料笔筒比一般材料的笔筒化学稳定性高，外表美丽，结构完整，灵活性大，性能优越，尤其受到广大年轻人士的喜爱。塑料笔筒也是一种低投入、高产量的产品，色泽自然、色彩华丽、7丰富多样、图案美丽、可以作为款式多样化的办公桌必备品之一。塑料材料价格合理，属于对身体无害的产品，市场前景非常广阔。使用MOLDFLOW软件成功地进行了薄壁塑料笔筒的结构优化设计。采用这一方法，可帮
16、助我们在模具制造之前，通过CAE软件的分析结果对产品结构设计提出改进建议，也可以利用CAE软件进行试模、修模，提高一次试模成功率，避免了传统设计方法的反复试模、修模所引起的成本上升。这对提高制品质量、降低产品成本等具有重要意义12。参考文献1赵雷浅析注射成型塑料结构设计（J）机械研究与应用2010年3期1051062李宏达于云程胡治流MOLDFLOW在放大镜注塑件中的应用（J）机械制造与自动化2009年5期1181203贺华波，李红林，邓益民，等MOLDFLOW在电话听筒上盖零件注塑成形中应用J轻工机械，2006，24238404骆美芝范振波钱晓晶刘红基于MOLDFLOW的绘图板注射成型优化设
17、计（J）浙江科技学院学报2009年6月2862885贺华波邓益民李红林基于MOLDFLOW的笔筒注塑件结构优化设计（J）机加工模具2007年4期50536贺华波李红林刘军费春华孙宝寿MOLDFLOW在对讲天线零件注塑中的应用（J）轻工机械2005年1期29317岳湘塑料件的设计与选材（J）工程塑料应用1997年6期30348徐佩弦塑料件的设计M北京中国轻工业出版社，2001526O9俞芙芳陈洪义摄像机镜头显示屏注塑模设计（J）工程塑料应用2008年2期646610罗宇玲曾亚森曹晖盒状注塑件翘曲冷却分析及优化设计（J）工程塑料应用2009年8期384111郭志英李吉泉郭婷婷注塑件的强度设计及CA
18、E预测J塑料工业2006年6期203012吴真繁孙宝寿陈哲基于MOLDFLOW的注塑件翘曲优化及影响因素分析（J）轻工机械2009年6期51213STUDERV，P6PINA，CHENYNANOEMBOSSINGOFTHERMOPLASTICPOLYMERSFORMICROFLUIDICAPPLICATIONSJAPPLIEDPHYSICSLETTERS，2002，801936143616814YOUNGWBSIMULATIONOFTHEFILLINGPROCESSINMOLDINGCOMPONENTSWITHMICROCHANNELSJMICROSYSTEMTECHNOLOGIES，2005
19、24104159本科毕业论文（20届）基于MOLDFLOW的笔筒注塑件结构设计10摘要摘要本文主要阐述了笔筒结构设计的概念以及笔筒结构设计的研究现状，主要包括了国内学者在该领域所做的研究；同时阐述了笔筒结构设计的发展趋势；主要通过对笔筒塑料件注塑成型过程中的最高温度、流动前沿温度、残余应力、气穴、熔接痕、注射时间、冷却时间这七项工艺参数进行分析来比较所设计出的十种不同结构笔筒的优劣性。笔筒结构设计中所涉及的设计方法主要包括PROE软件制图和MOLDFLOW软件注塑成型分析；使用PROE软件画出零件图；采用MOLDFLOW软件仿真模拟实验的方法。以塑料笔筒为研究对象，介绍其结构设计过程，提出了利
20、用MOLDFLOW软件对所设计的塑料笔筒的成形质量进行比较分析，进而得到一组优化的成形工艺参数，为了更好的比较出十组笔筒塑料件结构的优缺点，从而从十组设计方案中选出最优的方案，我们要设置出权重对十组笔筒塑料进行评分，分数最高的为最优方案，并可以根据分析的结果对注塑成型中的工艺参数进行调整，从而得到优化方案。这种方法有效的避免了各个因素单独分析所产生的片面性，有效的解决了从前成形工艺参数设置中出现不合理的现象，最终得到最优的结构设计。关键词MOLDFLOW软件；PROE软件；塑料笔筒；结构设计。11STRUCTUREDESIGNOFPLASTICSPENPOTBASEDONMOLDFLOWABS
21、TRACTTHISPAPEREXPOUNDSTHECONCEPTOFPLASTICPENPOTSTRUCTUREDESIGNANDTHERESEARCHSTATUSOFPLASTICPENPOTSTRUCTUREDESIGN,MAINLYINCLUDESSOMESCHOLARSOFDOMESTICANDFOREIGNINTHISFIELDOFRESEARCHANDTHEDEVELOPMENTTRENDOFPLASTICPENPOTDESIGNMAINLYTHROUGHPLASTICINJECTIONMOLDINGPROCESSPLASTICPENPOTOFTHEHIGHESTTEMPERATU
22、RE,FLOWFRONTTEMPERATURE,RESIDUALSTRESS,CAVITATIONS,WELDLINE,INJECTIONTIME,COOLINGTIMETHIS7OFPROCESSPARAMETERSTOANALYSISANDCOMPARETHE10DIFFERENTSTRUCTUREOFTHEPLASTICPENPOTALONGWITHTHENUMBERINCREASEOFPLASTICPENPOT,THESTRUCTUREDESIGNOFPLASTICPENPOTBECOMESMOREANDMOREIMPORTANCETODESIGNERTHESTRUCTURALDESI
23、GNMETHODOFPLASTICPENPOTBECOMESMOREANDMOREANDMOLDFLOWSOFTWAREISONEOFTHESOFTWARETHATMOSTCOMMONLYUSEDINPLASTICSINDUSTRYTHEMETHODINVOLVEDOFTHEDESIGNOFSTRUCTURAL,FIRSTUSEPRO/ESOFTWAREDRAWTENKINDSOFSTRUCTURALOFPLASTICPENPOTDETAILDRAWINGSSECONDUSINGMOLDFLOWSOFTWARESIMULATIONEXPERIMENTALMETHODFINALRECORDTHE
24、HIGHESTTEMPERATURE,FLOWFRONTTEMPERATURE,RESIDUALSTRESS,CAVITATIONS,WELDLINE,INJECTIONTIME,COOLINGTIMETHIS7OFPROCESSPARAMETERSTOANALYSISANDCOMPARETHETENDIFFERENTSTRUCTUREOFTHEPLASTICPENPOTBYTAKINGTHEPLASTICPENPOTSANEXAMPLE,THEPAPERELABORATESTHEDESIGNPROCESSOFTHESTRUCTURALDESIGNOFPLASTICPENPOTITPROPOS
25、ES10KINDSOFSTRUCTURALDESIGNPLANSMOLDFLOWSOFTWAREISAPPLIEDTOANALYZETHEMOLDINGQUALITYOFEACHDESIGN,ANDBASEDONTHEEVALUATIONRESULTS,THEOPTIMALSTRUCTURALDESIGNISFINALLYIDENTIFIEDSOWEMUSTSETOUTWEIGHTRATINGFORTHEHIGHESTTEMPERATURE,FLOWFRONTTEMPERATURE,RESIDUALSTRESS,CAVITATIONS,WELDLINE,INJECTIONTIME,COOLIN
26、GTIMETHIS7OFPROCESSPARAMETERSTOGRADETHETENKINDSOFSTRUCTURALDESIGNOFPLASTICPENPOTTHISPAPERWEMAINLYACCORDINGTOTHEIMPORTANCEOFTHE7PARAMETERSTOSETWEIGHTRATINGTHENGRADETO7PARAMETERSOF10KINDSOFSTRUCTURALDESIGNPLANSTHEHIGHERTHESCORE,THEBETTERTHESTRUCTURALDESIGNOFPLASTICPENPOTACCORDINGTOTHERESULTSOFTHEANALY
27、SISTOADJUSTMENTTHEPROCESSPARAMETERSOFINJECTIONMOLDINGTOGETOPTIMIZATIONSTRUCTURALDESIGNPLANOFPLASTICPENPOTTHISMETHODAVOIDSTHEONESIDEDANALYSISTOTHEFACTORS,EFFECTIVELYSOLVESTHEPHENOMENONOFTHEPARAMETERSSETUNREASONABLEINTHEFORMINGPROCESS,ANDBASEDONTHEEVALUATIONRESULTS,THEOPTIMALSTRUCTURALDESIGNISFINALLYI
28、DENTIFIEDKEYWORDSMOLDFLOWSOFTWARE；PROESOFTWARE；PLASTICPENPOT；STRUCTUREDESIGN。12目录摘要10ABSTRACT错误未定义书签。目录121绪论111研究背景及意义112概况及现状213发展趋势314研究的方法与技术路线315注塑成型件其产品常见的缺陷62结构设计1121笔筒结构设计要求1122设计不同结构的笔筒注塑件113材料的选择1431设计要求1432材料的选择144基于MOLDFLOW的注塑工艺模拟1641MOLDFLOW和MPI/FLOW模块分析过程1642应用MOLDFLOW和MPI进行注射阶段流动分析的方法1
29、65结果分析2451结果分析项目2452权重设置2453设置权重256分析计算2761分析计算方法2762对各项进行评分2763计算各项的总分297对方案进行优化3271方案的缺陷3272进行优化338结论35参考文献36致谢错误未定义书签。11绪论11研究背景及意义塑料与钢铁、水泥、木材并称为四大工程材料。随着科学技术的进步，塑料的应用也愈加广泛1。塑料是一种用途广泛的合成高分子材料，在我们的日常生活中塑料制品比比皆是。从我们起床后使用的洗漱用品、早餐时用的餐具，到工作学习时用的文具、休息时用的座垫、床垫，以及电视机、洗衣机、计算机的外壳，还有夜晚给我们带来光明的各种造型的灯具塑料以它优异的
30、性能逐步地代替了许多已经使用了几十年、几百年的材料和器皿，成为人们生活中不可缺少的助手。塑料集金属的坚硬性、木材的轻便性、玻璃的透明性、陶瓷的耐腐蚀性，橡胶的弹性和韧性于一身，因此除了日常用品外，塑料更广泛地应用于航空航天、医疗器械、石油化工、机械制造、国防、建筑等各行各业。时间进入90年代，随着我国国民经济的快速增长，带动了塑料工业的增长。塑料机械产业有了明显的提高，这就促使了注塑产品的应用领域从一般的日用、民用行业向国民经济的所有部门发展，并且具高技术含量和高附加值的注塑产品的开发应用不断的增加，这就提升了我国注塑行业的整体水平。企业技术装备、产品研发能力、产品应用范围和产品市场竞争的能力
31、等方面与从前相比都有了较大的提高，使我国的注塑产品质量接近于港台同类产品的水平。2000年我国注塑产品消耗量约287万吨；其中农用注塑品占265万吨、储运包装注塑品占65万吨、建筑行业注塑管件占226万吨、工业配套注塑件占127万吨、日常用品注塑制品占1282万吨。我国的注塑行业主要生产配套产品，服务国民经济的各行各业，市场需求量非常大，到2000年我国家电行业中的冰箱、热水器、洗衣机、小家电等产品约需塑料配件产品50万吨；电子电器、电视机、电脑等产品约需塑料配件产品50万吨；250万辆汽车约需注塑配件30万吨；包装储运物流产品约需塑料配件产品65万吨。东部沿海经济发达地区，由于经济增长速度很
32、快，急需注塑产品的配套服务，这就促进了注塑行业发展1。近年来，中国塑料模具制造水平已有了很大的提高。已经能够生产单套重量达50T以上的大型塑料注塑模，精密塑料模具的精度已经可以达到2M，制件精度很高的小模数齿轮模具及达到高光学要求的车灯模具等也已经可以能生产，高速模具方面已能生产挤出速度达6M/MIN以上的高速塑料异型材挤出模具及主型材双腔共挤、双色共挤、软硬共挤、后共挤、再生料共挤出和低发泡钢塑共挤等模具。在生产方式上，模具企业设备的自动化率已有了很大的提高，CAD/CAE/CAM技术被广泛的应用，模具标准件使用覆盖率和模具商品化率都有很大的提高，热流道模具的应用比例也有了很大的提高。除此以
33、外，合资企业的快速发展进一步促进了塑料模具设计行业制造水平的提高和企业管理水平的提高，很多企业现在已经实现了信息化管2理和全数字化无图制造。随着塑料工业的发展，愈来愈多的塑料产品应用于工程实际中2。要想获得高质量的注塑产品，就需要优秀的产品设计方案、高水准的模具以及优化的注塑成形工艺，这3个环节是缺一不可的。现在很多优秀的三维造型软件都已经可以实现产品的精确三维造型和模具的自动生成，例如PROE、UG等，而MOLDFLOW软件是注塑成形工艺方面的杰出代表2。MOLDFLOW软件是美国MOLDFLOW公司的产品，其软件包括三部分，其中一部分是MOLDFLOWPLASTICSINSIGHT简称为M
34、PI。用户可以利用MPI的技术在模具加工前用计算机对制件的几何形状、材料的选择、模具设计及加工参数进行优化，并可以模拟注塑成形的全过程，准确的预测熔体的填充、保压、冷却情况，以及制件中的应力分布，制件的收缩和翘曲变形等，以便及早发现问题，从而获得高质量的产品，缩短制模周期3，而且MOLDFLOW软件可通过模拟注塑成形的全过程来评估、改进和优化塑料产品特别是薄壁塑料产品的模具设计和成形参数的设置，这就使注塑阶段不必反复的试模，从而缩短新产品投放市场的周期并且降低了产品的制造成本4。此次设计的主要任务为利用MOLDFLOW软件对所设计笔筒注塑件进行成型质量分析，并根据分析结果改进结构设计。使自己能
35、够熟悉和掌握完整的注塑模具的流动分析过程，并通过流动分析结果优化注塑件结构的设计，为今后从事注塑制品及注塑模的设计优化打下基础。12概况及现状笔筒是中国古代重要的文房用具，一直深受文人墨客的喜爱。早在唐代就大量使用的笔船、笔床和笔格这些都是笔筒的前身。但是它们都有各自的缺陷。笔船和笔床虽说造型别致，但容量有限，使用起来也不太方便。到了明朝中晚期，文人的案头开始设置笔筒，因为笔筒搁笔方便，所以很快就风靡天下，并且一直流传至今。现代笔筒主要包括有塑料笔筒主要是PV之类比较具有韧性的材料。木制笔筒木制笔筒的材料几乎不限制，主要是考虑因素是脆度不高，同样需要带点韧性的。金属笔筒金属笔筒主要是以马口铁为
36、主，轻巧而不生锈。竹制笔筒这个很简单，制作工艺也比较简陋，主要是需要磨边的工艺而已。泡沫笔筒一般都是比较具有韧性的泡沫材料。木制笔筒和竹制笔筒基本是手工艺品，整个过程都可以依靠手工完成。其他类型的笔筒则需要通过机器来完成，尤其是塑料和泡沫笔筒，很多个成形环节都需要机器来完成，唯独包装和修边的过程是手工可以参与的。但随着现代科技的发展，笔筒的形状也做的各式各样，花样百出，大多以塑料为主，所以就有了现在的塑料笔筒。塑料笔筒最大的特点就是生3产快，花样多，外观新颖，价格便宜。13发展趋势随着塑料工业的发展，愈来愈多的塑料产品应用于工程实际中。要想获得高质量的注塑产品，就需要优秀的产品设计方案、高水准
37、的模具以及优化的注塑成形工艺，这3个环节是缺一不可的。现在很多优秀的三维造型软件都已经可以实现产品的精确三维造型和模具的自动生成，例如PROE、UG等，而MOLDFLOW软件是注塑成形工艺方面的杰出代表2。这些先进的的软件在笔筒行业中应用的越来越广泛。现在笔筒行业的发展中笔筒的设计越来越重要重要，设计决定着用料和生产的工艺，用料决定着耐用程度，生产则决定着实用，使用方便是笔筒的最大竞争点之一，所以设计笔筒一定要尽量个性化一点，多用用户角度出发。例如可以把企业的产品介绍；图案或广告语印制在笔筒上，又形成了一个广告笔筒，是各大中小企业提升企业品牌知名度，提高企业文化形象的好产品。特别是在朋友相互串
38、门，相互赠送，笔筒到哪，宣传就到哪，是室内外既经济又实惠的流动广告。把笔筒赠送给消费者，使企业的品牌就可以达到长期的宣传目的，收到意想不到的效果。14研究的方法与技术路线141MOLDFLOW简介及基于MOLDFLOW的注塑成型模拟利用注射成型CAE技术可以在设计阶段对制品设计和模具设计的方案进行评价，预测制品能够产生缺陷，修改设计从而获得最优的方案。MOLDFLOWINSIGHT软件就是一种在注射成型软件市场占有率最高、应用最广的CAE分析软件。使用MOLDFLOW的注塑成型模拟的优点有以下二点1塑料制品设计的优化优化设计塑料件的壁厚、浇口位置和浇口数量、流道系统等等。这些因素对于塑料制品的
39、外观结构和质量有很大的影响。以往塑料件的成型设计全凭产品设计人员的经验来设计，这需要耗费很多的人力物力，并且设计出的产品的质量也不是十分的可靠，不成功的话还需要反复的试验，提高了产品的生产成本，增加了产品的生产周期。而利用MOLDFLOW软件，可以快速地设计出最优的塑料制品。节约了时间、降低了成本。2塑料模设计的优化由于塑料制品具有多样性、复杂性等特点以及设计人员经验上存在的局限性，传统的4模具设计通常要经过反复试模才能成功。利用MOLDFLOW软件，可以对型腔尺寸、浇口位置及浇口数量、流道尺寸和冷却系统等进行优化设计，模拟注塑过程，减少试模次数。3注塑工艺参数设置的优化由于设计人员经验上存在
40、的局限性，设计人员很难准确地设置出制品最合理的工艺参数，选择合适的材料和确定最佳的方案。MOLDFLOW软件可以帮助设计人员确定最佳的注射压力、熔体温度、模具温度、锁模力、注射时间、保压压力和保压时间、冷却时间等工艺参数，从而注塑出最佳的塑料产品。在注塑成型过程中，塑料在型腔内的流动和成型，与材料的性能、制品的形状尺寸、成型压力、成型速度、成型温度、成型时间、型腔表面情况和模具设计等因素有关。因此，对一些形状复杂、精度要求和质量要求比较高的产品，即使是经验非常丰富的设计人员，也很难保证一次成功。所以，在模具基本设计完成之后，可以通过注塑成型分析，发现设计中存在缺陷，从而保证产品设计的合理性，提
41、高模具的一次试模的成功率，降低企业的生产成本。142MOLDFLOW简介及基于MOLDFLOW的注塑成型模拟MOLDFLOWINSIGHT软件是源于1978年澳大利亚皇家墨尔本技术学院的COLINAUSTIN开发出的流动分析软件；同一时期，美国康乃尔大学KKWANG（王国钦）教授主持了CIMP（CORNELLINJECTIONMOLDINGPROGRAM）项目，并于1986年成立ADVANCEDCAETECHNOLOGYINC销售CMOLD软件。2000年MOLDFLOW公司与美国ADVANCEDCAETECHNOLOGYINC进行了战略性合并，并在美国纳斯达克上市，在技术上将两家公司的MOL
42、DFLOW软件与CMOLD软件全面融合，在2001年推出MOLDFLOWPLASTICSINSIGHT30版本，使MOLDFLOW在全球注射成型CAE软件市场占有率大于80，成为领先全球注射成型CAE软件的公司。2008年MOLDFLOW公司并入全球最大的PC设计软件公司AUTODESK，在MOLDFLOWPLASTICINSIGHT62版本基础上，于2009年7月推出了最新的AUTODESKMOLDFLOWINSIGHT2010版本。MOLDFLOWINSIGHT2010软件是一款专业性模流分析软件。它可以在计算机上模拟整个注塑成型过程，包括填充、最佳浇口位置和数量、流道平衡、保压、冷却、翘
43、曲、最佳成型工艺、结构应力和收缩分析等。MPI是MOLDFLOW一个系列的升级产品，是更为深入的塑料制件和模具设计分析的软件，它具有十分强大的分析功能、可视化功能以及项目管理工具。这些功能可以使设计人员进行更深入的分析和优化。MPI软件可以对塑料制件的几何形状、材料选择和工艺参数设置进行优化。它可以模拟大部分的热固性塑料和热5塑性塑料在注射成型过程中的制造工艺。简单地说就是它可以模拟注射成型过程中的充填阶段、保压阶段以及冷却阶段，同时能够准确预测出塑件成型后出现的缺陷和缺陷的位置，如塑件熔接痕的出现位置等。运用MPI进行分析，在设计时就可以预测出成型产品有可能出现的缺陷和所出现缺陷的位置，大大
44、提高了产品一次试模的成功率，从而降低乐产品的制造成本，缩短了产品的生产周期4。MOLDFLOW软件可以模拟整个注塑过程以及这一过程对注塑成型产品的影响。其软件工具中融合了一整套设计原理，可以评价和优化组合整个过过程，可以在模具制造之前对塑料产品的设计、生产和质量进行优化。143基于MOLDFLOW的注塑成型过程模拟MOLDFLOW的MPI/FLOW模块将注塑成形过程从塑料件、模具的设计到工艺参数的设定一体化,它的分析过程如下1431几何建模为了充模阶段计算,就要给出一个求解区域。这个求解区域就是一个被确定的空间范围,在这个范围内建立数学模型并进行求解。然而在MOLDFLOW软件内建模,也可以通
45、过MOLDFLOW的输入接口输入其他软件的模型文件来建模。1432网格划分析所要分析的模型的网格划分和网格修改是MPI分析前处理中最重要的环节，同时也是最复杂、最麻烦的环节，需要我们认真仔细地进行处理，这与其他内容的有限元分析是一致的。并且网格划分的合理性，会直接影响到产品的最终分析结果。MOLDFLOW软件可以根据几何模型自动地生成网格。只需要输入模型进行划分网格操作,系统就可以自动进行网格划分，非常的简单、方便。1433浇口位置及数量的确定在MOLDFLOW中，系统从产品上进浇点开始分析熔融塑胶在型腔内部的流动性为。熔融塑胶在型腔内的流动形态在很大程度上决定了产品的成型质量。在产品造型和成
46、型材料既定的情况下，合理的进浇位置是决定熔融塑胶在型腔内流动形态的关键因素。如果要成型质量优质的产品，就必须在产品上选择最佳的进浇位置。最佳的进浇位置可以保证平衡的流动路径和均匀的压力分布。合理地选择浇口的数量与浇口的位置可以使注射压力和保压压力有效的传递，达到预期的产品成型效果。MOLDFLOW软件可以根据塑件模型的几何形状及相关材料参数、工艺参数分析出最佳的浇口位置。设计人员可以在设置浇口位置时进行浇口位置分析,根据MOLDFLOW软件分析出的结果设置最佳浇口位置,这就避免了由于浇口位6置设置不合理可能引起的制件缺陷。1434材料及工艺参数设置根据材料的特性向用户推荐成型工艺条件，对用户分
47、析分析工艺条件具有一定的参考价值。推荐工艺成型条件参数包括推荐的模具温度、熔料温度、熔料温度范围、模具温度范围、顶出温度和材料的剪切应力和剪切速率等。所以在使用MOLDFLOW进行分析前,我们必须首先选定材料,然后在根据MOLDFLOW推荐的工艺参数进行适当的设置。1435实验结果分析根据以上步骤得出试验结果，并对试验结果进行分析，最后得出结论5。15注塑成型件其产品常见的缺陷注塑成型过程中产品所出现的缺陷是由各种各样的原因所造成的，包括材料、模具工艺参数到成型设备等在内的很多因素都对塑料制品的质量有着直接或间接的影响，这是一个综合的因素的影响。注射成型质量包括内部质量和外部质量两方面。内部质
48、量也叫性质质量，它包制品内部的组织结构形态如结晶和取向、制品的物理力学性能和熔接线强度，以及与材料收缩有关的制品尺寸和形状精度；外部质量主要指的就是表面质量，它包括表面粗糙度和可观查到的缺陷状况等。最常见的表观缺陷有缩孔、银纹、流纹、暗纹、暗斑、气孔、凹陷、白、烧焦、剥层、变形翘曲、没有光泽、浇口裂纹、颜色不均、表面龟裂以及溢料飞边等。然而内部质量和外部质量之间并不是互相独立没有关系的，比如，制品表观的凹陷和缩孔通常就是由于塑料内部收缩不均所造成的结果。注塑成型过程中塑料需要经过受热软化、熔融、注塑、保压和冷却定型这五个阶段的物理变化过程。塑料内部会产生大分子定向、结晶以及残余应力等现象。注射
49、成型过程中的成型条例如注射速度、料筒温度、注射压力、注射量、锁模力、螺杆背压、掸具温度的选择不合理或者模具自身存在的缺陷，因而会使注塑产品出现很多不良现象和缺陷。注塑产品出现的缺陷种类有很多，而在实际生产中，主要考虑气穴、熔接痕、最高温度、冷却时间等几种重要的因素，本文主要针对这些因素进行考虑的，并针对这几种主要缺陷的特征、产生原因进行分析并提出了预防和解决措施。本次分析我们主要通过研究最高温度、流动前沿温度、残余应力、气穴、熔接痕、注射时间、冷却时间这七项工艺参数来分析笔筒的优劣性。7151最高温度注塑时制品的最高温度。从实际注塑成型方面考虑，最高温度主要是受到注塑机料筒温度的影响，注塑机料筒温度越高注塑机消耗的电能也就越多，这样会增加注塑的成本，所以从控制成本方面考虑要控制最高温度。152流动前沿温度的温差流动前沿温度反应制品的温度分布的合理性。如果分布均匀，则说明合理，反之则不合理。如图11。图11流动前沿温度153残余应力残余应力是导致制品变形的重要原因。注塑件中存在3种残余应力1）与骤冷应力伴生的残余应力；2）冻结分子取向；3）构型体积应变。有时骤冷应力会通过制品中产生的气泡或凹痕而自行消除，另外也可以通过热处理来消除。构型体积应变只有通过热处理才可以消除，这常常是不现实的，且在许多实际情况下并不
