毕业设计（论文）基于Moldflow的电话机听筒上盖注塑模具优化设计.doc

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1、基于Mold flow的电话机听筒上盖注塑模具优化设计摘 要进入新世纪模具行业正在以前所未有的速度迅猛发展，热流道技术正凭借无废料，塑件质量好，注塑周期短等优势在塑料模领域得到广泛的应用，但随之而来的结构复杂，参数难控制等因素制约着热流道技术的推广。在塑料手机上盖的注塑模具设计中，首先按照传统方式确定注塑机型号、模架大小、浇注系统尺寸等，然后采用软件中的MPI/Flow模块进行初次仿真，对仿真结果进行分析，如，填充时间、熔体前沿的温度、气穴及熔接痕位置等。因为手机上盖是表面件，对外观质量要求较高，所以要对分析结果进行改善，通过改变浇注系统尺寸、模具型腔布局、调整工艺参数并对手机上盖塑件进行二次

2、仿真，再次查看分析结果，得到较为理想的模具设计。最后按照优化方案利用Pro/Engineer模具设计模块完成手机上盖整体模具设计，其中包括手机上盖模具三维整体设计，和利用Pro/Engineer工程图模块来完成型腔组件和模板零件工程图，还有以格式打印出型腔组件和模板的零件工程图。关键词：注塑模具；模流分析；优化设计；浇注系统; 冷却系统;英文摘要（英文）The plastic injection mold Optimization of the telephone cover about mold flowABSTRACTEntering the new century mold indust

3、ry has been the rapid development of an unprecedented rate, hot runner technology used widely with good quality plastic parts short injection molding cycle and other advantages of a wide range of applications , in the plastic injection mold design of the telephone cover , first of all according to t

4、he traditional way determined the mold of injection machine, mold size, dimensions of the gating system, and then use the software in the MPI / Flow module do the first simulation, analyzed the simulation results such as the filling time, the temperature of the melt front, gas points and weld line l

5、ocation. Because the cover of cell phone is the surface parts, Need the high quality requirements to appearance, so need to improve the analysis results by changing the casting size, mold cavity layout, adjusting the process parameters and a second simulation, View the analysis results again and get

6、 the more satisfactory mold design. Finally, in accordance with the optimization scheme using Pro / Engineer module to complete the mold design mold design phone cover overall, including three-dimensional molds cover the overall design of mobile phones, and use Pro / Engineer drawing module to compl

7、ete the template cavity components and parts drawings, also have to print out PDF format template cavity components and parts drawings.KEY WORDS: The plastic injection mold; mold flow analysis; gating system; cooling system;目 录第一章 概述11.1 注塑模具设计的发展11.2 注塑模常用CAE软件21.3 Mold flow软件的特点21.4 设计内容与目标3第二章 电话

8、机听筒上盖塑件工艺性分析42.1 塑件工艺分析42.2 ABS的性能分析52.2.1 使用性能52.2.2 成型性能52.2.3 ABS的主要性能与用途52.3 ABS的注射成型过程及工艺参数52.3.1 注射成型过程52.3.2 注射工艺参数6第三章 模具结构形式73.1 分型面位置的确73.2 型腔数量和排列方式的确定73.2.1 型腔数量的确定73.2.2 型腔排列形式的确定73.3 注射机型号的确定83.3.1 计算塑件体积和重量83.3.2 注射机型号的确定83.3.3 注射机相关参数的校核93.4 模具结构形式的确定103.4.1 拟定模具结构形式103.4.2 选择模架103.4

9、.3 确定模架参数:11第四章 浇注系统的确定124.1 拟定方案124.2 设计浇注系统134.2.1 主流道设计134.2.2 分流道及浇口设计144.3 浇注系统的CAE分析比较154.3.1 Mold flow网格划分15对该网格进行诊断，达到图4-4显示状态：154.3.2 最佳浇口位置分析16分析图4-5和图4-6可见，蓝色表示浇口最佳位置，在节点N1773处为最佳浇口位置。174.3.3 方案一流动分析174.3.3.1 建立浇注系统174.3.4 方案二流动分析234.3.5 分析总结29第五章 电话机听筒上盖注塑模分模设计315.1 模具项目初始化315.1.1 项目初始化3

10、15.1.2 确定模具坐标系315.1.3 确定收缩率325.1.4 创建型腔毛坯325.2 成型零件设计335.2.1 创建分型面335.2.3 创建型芯、型腔345.3 型腔布局35参考文献37致 谢38第一章 概述进入21世纪，以计算机为基础的CAD/CAE技术在注塑成型领域内得到广泛应用。注射模具CAD/CAE是指注射模具的计算机辅助设计，计算机辅助工程。它以计算机软硬件为工具，辅助完成手工设计的各项任务,包括资料查询,设计构思,模型建立,分析计算,自动绘图,零件成型过程和充模过程模拟等。采用模具CAD/CAE技术,可以极大地提高模具设计水平和效率;提高模具制造的质量;提高模具标准化程

11、度;缩短模具生产周期;降低生产成本并激发设计者的创造性。1.1 注塑模具设计的发展随着塑料工业的快速发展，塑料制品的机构越来越复杂，功能越来越强，伴随而来的问题是塑料件的设计及成型生产难度越来越大。从图中可看出，这种流程是典型的串行路线，在正式生产前，由设计人员凭经验与直觉设计模具，模具装配完毕后，需要通过试模才能发现问题。应该指出，传统经验在模具设计中仍占有一定得位置。但是，经验法的缺点也是很明显的，主要体现在劳动强度偏大，周期长，产品的质量稳定性不高。为了解决这些问题，人们从多方面进行了探索。基本想法就是希望拿到产品的图样或样品后，先对生产工艺和成型模具进行初步设计，然后利用仿真手段对产品

12、成型的各工序半成品以及最终成品的生产效果（包括可否成型、质量如何、缺陷产生的类型与可能发生的位置等）进行预测。模拟结果中，如果出现了这些问题，则及时调整工艺参数及模具的结构，重启仿真程序，重新考察模拟结果，直到得到满意的答案为止。仿真方法多种多样，其中，在有限元理论基础上，编制仿真程序或者开发应用软件，对分析对象进行仿真，是一种便捷且行之有效的仿真方法，从而引入CAE软件。模具设计人员利用CAE技术，可以预测模具结构及注射工艺数对制品外观和性能的影响，有目的地修正设计方案和工艺条件，克服因为经验少而造成的不良后果，进而优化注塑模具结构设计，提高模具设计效率。基于CAE技术的塑料模具设计流程如图

13、1-2和传统的模具设计流程不同，这种设计生产流程是典型的并行路线。利用CAE分析软件，可以在模具制造之前先在计算机上对整个注塑成型过程进行模拟分析，准确预测熔体的填充、保压、冷却以及制品中的应力分布、分子和纤维取向分布、制品的应用最广，客户成熟度最高，尤其是在高校科研领域。2006年收购了Fluent，2008年收购了AN-SOFT。Fluent是应用最广的流体分析软件，AN-SOFT是应用最广的电磁分析软件。在收购整合的过程中，Ansys的多物理场耦合成为一大特色。ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国AN

14、SYS开发，它能与多数CAD软件接口，实现数据的共享和交换，如Pro/Engineer, NASTRAN, Alogor, IDEAS, AutoCAD等， 是现代产品设计中的高级CAE工具之一收缩和翘曲变形等情况，从而使设计者能够模拟调整工艺参数，优化工艺规程，尽早发现并解决问题，及时修改制品和模具结构设计，而不是等到试模以后再返修模具，缩短了开发周期，提高了设计效率。1.2 注塑模常用CAE软件CAE软件按研究对象分为：静态结构分析，动态分析；按研究问题分为线性问题，非线性问题；按物理场分：结构（固体）、流体、电磁等。 主要有：Pro/ENGINEER ： Pro/Engineer操作软件

15、是美国参数技术公司（PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一体化的三维软件。Pro/Engineer软件以参数化著称，是参数化技术的最早应用者，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，Pro/Engineer作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广。是现今主流的CAD/CAM/CAE软件之一，特别是在国内产品设计领域占据重要位置。Pro/E是基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角，您可以随意勾画草图，轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。Ansys：很经典的CAE

16、，国内Mold flow: 模流分析软件Mold flow软件是由Mold flow公司发行,它作为最具代表性的塑料模具CAE分析软件,真正地突破了传统思维的限制,帮助生产过程实现了合理化和人性化1.3 Mold flow软件的特点Mold flow技术的作用在于以下几个方面。1. 优化塑料制品设计 塑件的壁厚、浇口数量、位置及流道系统设计等对于塑料制品的成败和质量关系重大。以往全凭制品设计人员的经验来设计，往往费力、费时，设计出的制品也不尽合理。利用Mold flow软件，可以快速地设计出最优的塑料制品。 2. 优化塑料模设计由于塑料制品的多样性、复杂性和设计人员经验的局限性，传统的模具设计

17、往往要经过反复试模、修模才能成功。利用Mold flow软件，可以对型腔尺寸、浇口位置及尺寸、流道尺寸和冷却系统等进行优化设计，在计算机上进行试模、修模，可大大提高模具质量，减少试模次数。 MOLDFLOW与CAD软件集成 3. 优化注塑工艺参数由于经验的局限性，工程技术人员很难精确地设置制品最合理的加工参数，选择合适的塑料材料和确定最优的工艺方案。Mold flow软件可以帮助工程技术人员确定最佳的注射压力、锁模力、模具温度、熔体温度、注射时间、保压压力和保压时间、冷却时间等，以注塑出最佳的塑料制品。近年来，CAE技术在注塑成型领域中的重要性日益增大，采用CAE技术可以全面解决注塑成型过程中

18、出现的问题。CAE分析技术能成功地应用于三组不同的生产过程，即制品设计、模具设计和注塑成型。1.4 设计内容与目标对于任何注塑成型来说，最重要的是控制塑料在模具中的流动方式。制品的许多缺陷，如气穴、熔接痕、短射乃至制品的变形、冷却时间等，都与树脂在模具中的流动方式有关。其中的MPI/Flow 模块，模拟以热塑性材料为原料的塑料件注射成型过程的填充和保压阶段，预测熔体的流动行为，从而预测塑料的成型性。使用MPI/Flow可以优化浇口位置，平衡流道系统，评估工艺条件，获得优化的保压条件，并对可能发生塑件收缩、翘曲等质量缺陷进行预测和改善。在本设计中将主要利用MPI/Flow模块，对电话机外壳注塑模

19、具两种设计方案进行流动仿真，相互比较，选择较好的方案。再利用Pro-e/mold wizard模块进行模具设计。第二章 电话机听筒上盖塑件工艺性分析2.1 塑件工艺分析图 2- 1 电话机听筒上盖塑件图从图2-1分析，塑件壁厚均匀，形状规则，易于填充；电话机听筒上盖属于外观件，对表面质量和综合机械性能要求较高，这就要求塑件成型后要有良好的表面光洁度和较小的形状误差，并具有较高的强度、韧性和抗冲击能力。电话机听筒上盖形状简单，壁厚均匀且无凸台或凹陷的部分，根据经验，是比较容易填充的，由于经常使用，所以材料选择强度高、韧性好、易于加工成型的热塑性高分子材料ABS。尺寸精度选择一般精度等级4级。因为

20、ABS的收缩范围为0.30.8%,因此收缩率选择值为0.6%。参考课本标引用上表210，选择型芯脱模斜度为0.5，型腔脱模斜度为1。2.2 ABS的性能分析2.2.1 使用性能ABS塑料综合性能良好，冲击强度、力学强度较高，尺寸稳定，耐化学性、电气性能良好；易于成型和机械加工，其表面可镀铬，适合制作一般机械零件、减摩零件、传动零件和结构零件。2.2.2 成型性能（1）无定型塑料 其品种很多，各品种的机电性能及成型特性也各有差异，应按品种确定成型方法及成型条件。（2）吸湿性强 该塑料含水量小于0.3（质量），必须充分干燥，要求表面光泽的塑件硬要求长时间预热。（3）流动性中等 溢边料0.04mm左

21、右。（4）模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口位置、形式。推出力过大或机械加工时塑件表面呈白色痕迹。2.2.3 ABS的主要性能与用途 ABS属于线型结构非结晶型，使用温度小于70度，化学稳定性较好，机械强度较好，有一定耐磨性。但耐热性较差，吸水性较大。成型性能好，成型前要干燥。适用于电器外壳，汽车仪表盘，日用品等。因此适用于本塑件。2.3 ABS的注射成型过程及工艺参数2.3.1 注射成型过程（1）成型前的准备 对ABS的色泽、粒度和均匀度等进行检验，由于ABS吸水性较大，成型前应进行充分的干燥。(2)注射过程 塑料原料在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型

22、腔成型，其过程可分为充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。(3)塑件的后处理 处理的介质为空气和水，处理温度6075，处理时间为1620s。2.3.2 注射工艺参数 (1)注射机：螺旋式，螺杆转数为30r/min。(2)料筒温度（）：后段 150170； 中段 165180； 前段 180200。ABS的分解温度为260度，所以此温度适合(3)喷嘴温度（）：170180。为防止熔体在喷嘴处产生流涎现象,通常将喷嘴温度控制在略低于料筒的最高温度，大致与料筒中段的温度相同。此温度符合要求。(4)模具温度（）：5080。由于ABS属于非结晶型塑料，且熔融粘度较低，所以模温常偏低。(5)注射压力（Mp

23、a）：60100。(6)成型时间（s）：30。第三章 模具结构形式3.1 分型面位置的确通过对塑件结构形式的分析，分型面应该置于截面积最大且利于开模取出塑件的下表面，选择塑件最大截面处为分型面，此塑件分型面是听筒下表面，由于电话机听筒最大分型面是有弧度的，所以分型面是弯曲的。开模时，随着分型面分开，凝料与塑件一起运动，直到推出机构将塑件与凝料一起推出其位置。如图3-1所示：图 3-1 塑件分型面3.2 型腔数量和排列方式的确定3.2.1 型腔数量的确定该塑件采用精度为一般精度等级4级，且为大批量生产，可采用一模多腔的结构形式。同时，考虑到塑件尺寸、模具结构尺寸的大小关系，以及制造费用和各种成本

24、费用等因素，初步定为一模两腔的结构形式。3.2.2 型腔排列形式的确定多型腔模具尽可能采用平衡式排列布置，且要力求紧凑，并与浇口开设的位置对称，由于该设计选择是一模两腔，故采用直线对称排列，如图3-2：图 3-2 型腔布置图3.3 注射机型号的确定 3.3.1 计算塑件体积和重量用UG可测得塑件体积：ABS的密度为，取， 所以塑件的重量 ： 由上式解得： 3.3.2 注射机型号的确定浇注系统凝料体积的初步估算： 因为是采用一模两腔，所以n =2，由上式解得：根据以上的计算，初步选择公称注射量为，注射机型号为SZ100/630卧式注射机。其最大锁模力为630KN，注射压力为150MPa。3.3.

25、3 注射机相关参数的校核1）、注射压力校核ABS所需注射压力为80110Mpa,在这里取，该注射机的公称压力，注射压力安全系数，这里取，则： ,所以，注射机压力合格。2)、锁模力校核（1）塑件在分型面上的投影面积：（2）浇注系统在分型面上的投影面积 ：即流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积。按照多型腔模的统计分析来确定，即A浇是每个塑件在分型面上的投影面积的0.20.5倍。由于本次设计流道简单，分流道相对较短，因此流道凝料投影面积可以适当取小一点，这里取。（3）塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积：（4）模具型腔内的胀形力：式中是型腔的平均压力值，通常取注射压力的20%40%。对于粘度较大

26、的塑料制品应取大值，ABS塑料属于中等粘度的塑件，故取35Mpa。该注射机的公称锁模力F锁=630KN，锁模力的安全系数为，这里取1.2，则，所以，注射机锁模力不合格，需重新选择注射机，选择注射机型号为SZ160/1000，其主要技术参数如表1-1：表 1- 1 SZ160/100主要技术参数理论注射容量/160锁模力/kN1000螺杆直径/mm40拉杆内间距/mm345345注射压力/MPa150移模行程/mm325注射速率/（g/s）105最大模厚/mm300塑化能力/（g/s）45最小模厚/mm200螺杆转速/(r/min)0200定位孔直径/mm125喷嘴球半径/mm12喷嘴孔直径/m

27、m3锁模方式双曲肘3.4 模具结构形式的确定3.4.1 拟定模具结构形式对塑件结构进行分析，只需要一次分型，因此定模不需要设置分型面，动模需要一块支撑板，因此可确定模具结构形式为A1型，由于是单分型面注塑成型模具，推出机构可设置成推杆推出。3.4.2 选择模架选用标准模架，可以大大缩短模具制造周期，提高企业经济效益。由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根据成型零件尺寸，选用结构形式为A1型的标准模架，模架尺寸为的标准模架。3.4.3 确定模架参数:（1）定模座板（，) 定模座板是模具与注射剂连接的固定板，材料选45钢。（2）定模板（，） 采用整体嵌入式凹模，定模板材料选用Q235。（3）动模

28、板（，）采用整体嵌入式凸模，动模板材料选用Q235。（4）垫块（，） 垫块材料选用45钢。（6）动模座板（，） 动模座板的材料选择45钢。（7）推杆固定板（，） 推杆固定板材料为45钢。（8）垫板（，）垫板材料为45钢。因此，模具的闭合高度：因为，所以模具厚度在压力机模厚范围之内。第四章 浇注系统的确定4.1 拟定方案拟定两种浇注系统的方案，设置浇注系统，并分别对两种方案进行CAE模拟分析，选择分析结果较好的方案。方案一：两个侧浇口 其优点是浇口便于机械加工，易保证加工精度，而且试模时浇口的尺寸容易修整，适于各种塑料品种，其特点是可以分别调整充填时的剪切速率和浇口封闭时间。由于侧浇口设在塑件的

29、外表面，成型件侧面会留有痕迹，这个痕迹一般对塑件的整体质量影响不大，适合此塑件。设计两个浇口，废料会较少。方案一如图4-1所示：图 4-1 浇注系统示意图方案二：四个侧浇口 侧浇口有的优点都具有，与方案一相比较，其填充时间短，可缩短制造周期，但废料将会增加，成本将会提高。方案二如图4-2所示:图 4- 1 浇注系统示意图4.2 设计浇注系统4.2.1 主流道设计主流道长度取，约等于定模板的厚度。所选的XS-160/1000型注射机喷m嘴前端孔径；喷嘴前端球面半径。根据模具主流道与喷嘴的的关系：主流道小端直径为： 主流道大端直径为：，式中 主流道球面半径为： 球面的配合高度为：主流道小端入口处与

30、注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求比较严格，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式。为了便于加工和缩短主流道长度，衬套和定位圈还是设计成分体式，材料采用T10A钢，热处理淬火后表面硬度为50HRC55HRC。冷料穴位于主流道正对面的动模板上，起作用主要是收集熔体前沿的冷料，防止冷料进入模具型腔而影响制品的表面质量。本设计中，主流道端部的冷料穴的尺寸可以近似取与主流道大端直径相等，形式取沟扣型，即Z型冷料穴。4.2.2 分流道及浇口设计4.2.2.1 对于方案一：分流道长度 分析塑件结构，分流道长度可设置较短些，单边分流道长度。分流道的截面形状采用正方形。分流道的边长 因为该

31、塑件的主浇道大端直径是6.8mm，根据课本表4-5，分流道的边长为： 。ABS的分流道截面的推荐值为：4.89.5mm，所以设计符合要求。侧浇口采用一般的矩形浇口，查课本表（4-9），可将侧浇口的尺寸分别设计为：高度；宽度； 长度。4.2.2.2 对于方案二：一级分流道的单边长度。一级分流道的截面形状采用正方形形，边长。二级分流道的单边长度二级分流道也为正方形，边长4.3 浇注系统的CAE分析比较4.3.1 Mold flow网格划分 在Proe中对塑件建模，导出成stl文件格式，并用fusion(熔接)，模型读入MPI，划分网格，并进行网格修复，如图4-3:图 4-3 网格图对该网格进行诊断

32、，达到图4-4显示状态：图 4- 2 网格单元的最终状态统计连通性的个数为1，说明塑件整体连通；在Fusion类型网格中，自由边、非交叠边的值均为0；单元定向错误的单元数为0，说明单元定向合理；相互交叉单元数、完全重叠单元个数、重叠的柱体单元个数均为0，说明单元没有交叉、重叠现象；最大纵横比的值为7.99，纵横比合理；匹配率为89.6%85%，对于Flow分析来说，满足分析条件，可以进行Mold flow流动分析。4.3.2 最佳浇口位置分析准备工作完毕后，首先进行最佳浇口位置的分析。因为采用单个浇口的浇注系统，所以不需设定浇口，其分析结果会显示放置单个浇口的最佳位置。在设定分析次序中选择Ga

33、te Location选项，材料为LG Chemical公司的ABS 材料，其牌号为ABS TR557。工艺参数选择和前面描述的一致，执行分析。分析结果如下：图 4- 3 分析结果图 4- 4 最佳浇口位置分析图4-5和图4-6可见，蓝色表示浇口最佳位置，在节点N1773处为最佳浇口位置。4.3.3 方案一流动分析 4.3.3.1 建立浇注系统按照4.2中设计的浇注系统尺寸，在Mold flow中通过手动方式建立浇注系统：主流道小端直径，大端直径，主流道长度；分流道截面边长，长度；侧浇口高度，宽度，长度。检查塑件的连通性，全部显示为红色，说明连通性良好，如图4-7:图 4- 5 浇注系统连通性

34、示意图4.3.3.2 设置工艺条件工艺参数设置如图4-7所示，模具温度选择50C，料温选择230C，其他选项以及高级选项选择默认。图 4- 6 Flow分析工艺参数设置4.3.3.3 Flow分析结果讨论（1）填充时间图 4- 7 填充时间示意图 如果填充不平衡会造成行腔内局部过保压，使塑件各部分收缩不均，在塑件内产生较大的内应力，从而使塑件发生翘曲变形。由图4-9可知，塑件的总充填时间为1.592s。熔胶到达产品对称两端的时间较为接近，分别为2.912s和2.923s，说明制件的两端填充平衡（一模两腔，自然平衡），没有短射现象。（2）流动前沿温度图 4- 8 熔体流动前沿温度分布图熔胶的流动

35、前沿温度分布范围在229.4C230.3C之间。本次分析所采用的材料的料温为230C，可以看出，流动前沿最大温度与最小温度相差不大，为0.9C，在20C范围内，且与料温相近。由于温差不大，不会引起滞留和短射。（3）注射点压力图 4- 9 注射点压力图分析结果显示，在1.533s时，注射点压力达到最大值14.8636MPa。小于注射机注射压力最大值。很好的反应了进料口处压力在注射、保压、冷却整个过程的变化情况。曲线满足生产需要。（4）顶出时体积收缩率图 4- 10 顶出时体积收缩率分布图由上图可见，塑件的体积收缩率范围为0.8141%-11.35%，大部分区域的体积收缩率在3%以上，可以看出塑件

36、收缩率比较均匀，不会导致塑件变形。（5）冷凝层因子图 4- 11 冷凝层因子分布图由图可见，红色区域表示浇口完全凝固；在浇口处还没有变为红色之前，整个塑件完全变红，说明在浇口还未凝固前制件完全凝固。保压效果和凝固效果好。（6）剪切应力图 4- 12 剪切压力分布图过大的剪切应力会降低塑件的强度。通过查询结果可见，型腔壁处最大的剪切应力值在最大剪切应力0.3Mpa以内，符合要求。（7）气穴图 4- 13 气穴分布图气穴容易形成短射、填充不完全及焦痕等缺陷。由图4-15知，气穴数量不多，且都位于模具的配合间隙、分型面等较易排气处，在溶胶填充末端、料流交汇处以及较易出现气穴的位置开设排气槽，可以消除

37、或减少气穴。（8）熔接痕图 4- 14 熔接痕分布图塑件结构本身的特别设计使熔接痕可避免。由于塑件表面无孔，所以在塑件表面上没出现熔接痕。4.3.4 方案二流动分析4.3.4.1 建立浇注系统按照4.2中传统设计的浇注系统尺寸，在Moldflow中通过手动方式建立浇注系统：主流道小端直径，大端直径，主流道长度；一级分流道的单边长度，一级分流道的截面形状采用正方形形，边长。二级分流道的单边长度，二级分流道也为正方形，边长。侧浇口高度，宽度，长度。检查塑件的连通性，全部显示为红色，说明连通性良好，如图4-17：图 4- 15 浇注系统连通性示意图4.3.4.2 设置工艺条件工艺参数设置如图4-18

38、所示，模具温度选择60C，料温选择240C，其他选项以及高级选项选择默认。图 4- 16 Flow分析工艺参数设置4.3.4.3 分析结果讨论（1）填充时间图 4- 17 填充时间分布图 如图4-19，塑件完全填充满时间为1.566s，相比方案一，填充时间有所缩短，缩短了成型周期。（2）流动前沿温度图 4- 18 熔体流动前沿温度分布图熔胶的流动前沿温度分布范围在239.8C240.4C之间。本次分析所采用的材料的料温为240C，流动前沿最大温度与最小温度相差为0.6C，相比方案一，温差有所减小。溶胶前沿温度均匀，提高了塑件表面光洁度，减弱了熔接痕的产生（3）注射点压力图 4- 19 注射点压

39、力图如图所示，在1.519s时，注射点压力达到最大值14.6843MPa。相比方案一，注射点压力的最大值有所减小，但该值依然远小于注射机注射压力最大值。所以曲线满足生产需要。（4）顶出时体积收缩率图 4- 20 顶出时体积收缩率分布图由图4-22可见，塑件的体积收缩率范围为0.9799%-11.89%，塑件体积收缩率基本在6%左右，变化不均匀，增大了塑件的变形。（5）冷凝层因子图 4- 21 冷凝层因子分布图由图4-23可见，在浇口处还没有变为红色之前，整个塑件完全变红，说明在浇口还未凝固前制件完全凝固。保压效果和凝固效果好。（6）剪切应力图 4- 22 剪切压力分布图通过查询结果可见，型腔壁

40、处最大的剪切应力值小于最大剪切应力0.3MPa，符合要求。（7）气穴图 4- 23 气穴分布图由图4-25知，气穴数量不多，相比方案一，气穴数量有所增加，且都位于模具的配合间隙、分型面等较易排气处，在溶胶填充末端、料流交汇处以及较易出现气穴的位置开设排气槽，可以消除或减少气穴。（8）熔接痕图 4- 24 熔接痕分布图由图4-26可见，塑件表面上出现很少熔接痕，符合要求。4.3.5 分析总结表 4-1 两种方案CAE模拟结果对比：对比项目方案一方案二填充时间填充平衡，无短射现象填充平衡，无短射现象；时间减少，缩短周期流动前沿温度流动前沿温度与料温相差不大流动前沿温度与料温相差不大，温差减小，提高

41、了表面光洁度注射点压力在1.533s时，注射点压力达到最大值14.8636MPa在1.519s时，注射点压力达到最大值14.6843Mpa，在注射机范围内顶出时体积收缩率收缩率偏大，但较均匀收缩率偏大，且不均匀冷凝层因子浇口处未变红色之前，整个塑件完全变红，凝固效果好浇口处未变红色之前，整个塑件完全变红，凝固效果好剪切应力在最大剪切应力。3Mpa范围内，满足需要在最大剪切应力0.3Mpa范围内，满足需要气 穴气穴数量少，容易消除气穴有所增加，在塑件分型面上，也易消除熔 接 痕无熔接痕，满足强度要求熔接痕出现在塑件表面处，满足强度要求综合以上两种方案的对比，虽然方案二从填充时间，流动前沿温度方面

42、较好，但在顶出时体积收缩率，气穴，熔接痕方面的效果没方案一好。所以采用方案一的设计进行模具设计，即采用两个侧浇口设计。第五章 电话机听筒上盖注塑模分模设计Mold Wizard是Pro-e系列软件中注塑模具自动化设计的专业应用模块，它按照注塑模具设计的一般顺序来模拟设计的整个过程，只需根据一个产品的三维实体造型，就可以建立一套与产品造型参数相关的三维实体模具，方便设计者直观的感受到实体模具，缩短了设计周期，从而被模具设计行业广泛应用。根据前面设计的方案二，采用Pro-e/Mold Wizard模块进行模具设计。5.1 模具项目初始化5.1.1 项目初始化对塑件进行项目初始化，如图5-1所示，单

43、位选择毫米，类型选择模具型腔，其他选项为默认。图 5-1 项目初始化选项5.1.2 确定模具坐标系如图5-2，在塑件分型面上确定模具的坐标系，保证Z轴方向为开模方向。图 5-2 模具坐标示意图5.1.3 确定收缩率 如图5-3，类型选项选择均匀，比列因子设为1.006，即收缩率为0.006。图 5-3 收缩率对话框5.1.4 创建型腔毛坯如图5-4，设置X方向长度为230mm，Y方向长度为76mm，Z轴向下60mm。图 5-4 工件对话框5.2 成型零件设计5.2.1 创建分型面如图5-5，创建塑件分型面，即为图中的白色片体：图 5-5 塑件分型面示意图5.2.3 创建型芯、型腔分型面创建完成

44、后，即可创建塑件的型芯、型腔，如图5-6、5-7：图 5-6 型芯示意图图 5-7 型腔示意图5.3 型腔布局塑件采用一模两腔设计，需进行型腔布局，采用平衡式对称分布，如图5-8：图 5-8 一模两腔布局参考文献1 塑料模具设计手册编写组 北京：机械工业出版社，19942 朱光力，万金保 塑料模具设计【M】北京：清华大学出版社，20033 付建军，模具制造工艺【M】北京：机械工业出版社，20044 张孝明，塑料模具设计【M】北京：机械工业出版社，20035 皱继强，塑料制品及其成型模具设计【M】北京：清华大学出版社，20056 曹德权，唐定勇 Pro/ENGINEER Wildfire2.0中文版基础设计【M】电子工业出版社，20047 林清安，刘国彬 Pro/ENGINEER Wildfire 入门与范例【M】中国铁道出版社，2004。致 谢本次设计是在导师xx教授的悉心指导下完成的。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，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。不仅使我树了远大的学术目标、掌握了基本的研究方法，还使我明白了许多待人接物与为人处世的道理。本论文从选题到完成，每一步都是在导师的指导下完成的，倾注了导师大量的心血。在此，谨向导师表示崇高的敬意和衷心的感谢！