第二部分

Moldflow分析部分報(bào)告

報(bào)告人：蒙洪杰（學(xué)號(hào)********）

班級(jí)：材料成型與控制工程**班第1頁(yè)序言模具是一切生產(chǎn)制造主線！伴隨科技進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展，產(chǎn)品對(duì)模具要求愈來(lái)愈高，傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)與制造辦法已不能再滿足產(chǎn)品更新與質(zhì)量提升要求。近十年來(lái)，模具CAD/CAE/CAM在提升產(chǎn)品更新與質(zhì)量提升方面起了主要作用，并得到了廣泛應(yīng)用。當(dāng)代先進(jìn)模具設(shè)計(jì)與制造經(jīng)歷了由計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助分析（優(yōu)化）計(jì)算機(jī)輔助制造過(guò)程。本次練習(xí)采取了由造型軟件Pro/Engineer來(lái)設(shè)計(jì)出塑料產(chǎn)品模型，再由分析軟件Moldflow來(lái)分析設(shè)計(jì)并優(yōu)化出塑料制品澆注系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，注射工藝參數(shù)。最后再由Pro/Engineer來(lái)設(shè)計(jì)出該制品凸凹模，并由Pro/Engineer來(lái)進(jìn)行模架裝配。第2頁(yè)一任務(wù)如圖所示罩殼制品，尺寸為73mmX73mmX36mm,壁厚為2mm.該制品為罩殼，故對(duì)力學(xué)性能，表面質(zhì)量，精度可不做高要求練習(xí)內(nèi)容及步驟：1.用Pro/Engineer來(lái)造型2.用Moldflow來(lái)進(jìn)行分析，優(yōu)化設(shè)計(jì)以取得最佳澆注系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)以及工藝參數(shù)進(jìn)而提升產(chǎn)品生產(chǎn)效率和質(zhì)量。3.用Pro/Engineer來(lái)進(jìn)行模架裝配

第3頁(yè)本次練習(xí)目標(biāo)通過(guò)Moldflow分析*熟悉Moldflow軟件*明白利用Mlodflow分析整個(gè)操作過(guò)程*學(xué)會(huì)看分析報(bào)告，能夠看明白各項(xiàng)分析成果對(duì)于制品質(zhì)量影響，并深入提出改善方案*學(xué)會(huì)整頓分析成果，制作分析報(bào)告通過(guò)Pro/Engineer模具設(shè)計(jì)與裝配*熟悉使用Pro/Engineer*學(xué)會(huì)利用Pro/Engineer來(lái)造型*學(xué)會(huì)用Pro/Engineer模架庫(kù)來(lái)進(jìn)行模具裝配第4頁(yè)Moldflow分析一分型面設(shè)計(jì)分型面選擇應(yīng)遵循如下標(biāo)準(zhǔn)：①便于制品順利脫模和簡(jiǎn)化模具構(gòu)造②盡也許使制品開模時(shí)留在動(dòng)模一側(cè)③分型面應(yīng)開在斷面最大處④分型面應(yīng)盡也許不影響制品外觀，應(yīng)使產(chǎn)生溢料易于清除或修整⑤便于模具零件加工和確保塑料件尺寸精度⑥應(yīng)有助于排氣⑦必須考慮注射機(jī)規(guī)格第5頁(yè)本制品應(yīng)選擇如圖所示分型面。方便于開模，注射過(guò)程中產(chǎn)生氣泡也由此分型面排出比較有利，對(duì)于制品外表面質(zhì)量也比較有利。

第6頁(yè)分析前準(zhǔn)備工作一輸入模型由Pro/e造出制品模型，保存成stl格式將stl模型調(diào)入Moldflow中，如圖所示第7頁(yè)二網(wǎng)格劃分

網(wǎng)格劃分標(biāo)準(zhǔn)：一般能夠采取簡(jiǎn)化幾何形狀和較少單元進(jìn)行初步分析，再根據(jù)需要逐漸加密網(wǎng)格（網(wǎng)格劃分越細(xì)，分析成果越精確，但所花費(fèi)時(shí)間也越長(zhǎng)）因此，可對(duì)應(yīng)力變化急劇部分劃分得細(xì)些，平緩部分劃分網(wǎng)格粗些。第8頁(yè)(一)網(wǎng)格類型中面網(wǎng)格（Midplane)由三節(jié)點(diǎn)三角形單元組成，網(wǎng)格創(chuàng)建在模型壁厚中間處，形成單元網(wǎng)格。表面網(wǎng)格(Fusion)也是由節(jié)點(diǎn)三角形單元組成，與中面網(wǎng)格不一樣，它是創(chuàng)建在模型上下兩層表面上。實(shí)體網(wǎng)格是由四節(jié)點(diǎn)四周體單元組成，每一種四周體單元又是由四個(gè)Midplane模型中三角形單元組成，利用3D網(wǎng)格能夠精確進(jìn)行三維流動(dòng)仿真。

本例采取是表面網(wǎng)格劃分第9頁(yè)（一）網(wǎng)格劃分步驟1單擊工具欄mesh,選擇下拉菜單中g(shù)eneratemesh2如右圖，網(wǎng)格大小取3.5mm下面合并容差用默認(rèn)0.01即可，確定。第10頁(yè)3進(jìn)行網(wǎng)格狀態(tài)統(tǒng)計(jì)：點(diǎn)擊mesh下拉菜單meshstatistics。信息摘取如下：Entitycounts:實(shí)體數(shù)，統(tǒng)計(jì)模型網(wǎng)格劃分后模型中各類實(shí)體單元個(gè)數(shù)Gonnectivityregions:連通域個(gè)數(shù)，統(tǒng)計(jì)網(wǎng)格劃分后模型內(nèi)獨(dú)立連通域，其值應(yīng)為1，不然說(shuō)明模型有問(wèn)題Freeedges:自由邊信息，指一種三角形或3D單元某一邊沒(méi)有與其他單元公用，F(xiàn)usion和3D模型中不允許存在自由邊（故本例中該值應(yīng)為0）Elementsnotoriented:統(tǒng)計(jì)沒(méi)有定向單元數(shù)，該值一定要為0Surfacetriangleaspectratio:三角形單元縱橫比信息Matchratio:單元匹配率信息（僅對(duì)Fusion類型網(wǎng)格）表達(dá)模型上下表面網(wǎng)格單元相匹配程度。FLOW分析單元匹配率應(yīng)大于85%，低于50%無(wú)法計(jì)算。WARP分析單元匹配率應(yīng)超出85；低于則應(yīng)重新劃分。

第11頁(yè)4網(wǎng)格處理

當(dāng)產(chǎn)生Freeedges（自由邊信息）和Elementsnotoriented不為0時(shí)，應(yīng)進(jìn)行網(wǎng)格修改。重新調(diào)整縱橫比之后一般需要進(jìn)行網(wǎng)格修改。一般常用到網(wǎng)格處理工具是：合并節(jié)點(diǎn)（MergeNodes)插入節(jié)點(diǎn)（insertnode)單元定向(OrientElements)第12頁(yè)三分析（一）選擇分析類型分析類型有：GatelocationFillFlowCoolMoldingwindowWarp等分析次序：Gatelocation（分析得到最佳澆口位置，與經(jīng)驗(yàn)相比較）FillFlow+Cool+Warp首先選擇最佳澆口位置分析如圖所示第13頁(yè)（二）選擇材料材料選擇ABSF303（上圖）材料有關(guān)性能如下列圖，包括生產(chǎn)廠家，成型工藝參數(shù)等。圖示為成型工藝性參數(shù)第14頁(yè)（三）設(shè)置澆口位置Gatelocation(最佳澆口位置分析）時(shí)不用安放澆口，其他分析類型必須設(shè)置之后才能進(jìn)行分析。能夠Gatelocation成果作為參照。（四）成型工藝設(shè)置如圖所示能夠材料成型工藝參數(shù)為參照初次分析時(shí)可先用系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置再根據(jù)成果進(jìn)行調(diào)整第15頁(yè)四Gatelodation分析成果上圖為分析報(bào)告（片段）下列圖為圖示成果由成果看出，兩型腔最佳注射點(diǎn)在中間箭頭所指位置根據(jù)是如圖中右側(cè)坐標(biāo)，紅色（1.000）部分是最佳位置下一階段分析能夠此為澆注位置根據(jù)第16頁(yè)五Fill填充足析目標(biāo)：取得最佳澆注系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)不一樣澆注系統(tǒng)對(duì)比得出最佳澆口位置，澆口數(shù)目，最佳澆注系統(tǒng)布局設(shè)置：分析類型選擇Fill,澆注系統(tǒng)建立用系統(tǒng)向?qū)нM(jìn)行，工藝參數(shù)先按第17頁(yè)Fill分析考查內(nèi)容Filltime看填充時(shí)間Clampforce看最大鎖模力（選設(shè)備）Weldlines是否影響強(qiáng)度、外觀（澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)）Airtraps是否影響充填、燒焦（澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)）Shearrate,bulk不能超出材料允許應(yīng)力（材料庫(kù)）Sinkindex收縮因子Timetofreeze冷凝時(shí)間第18頁(yè)Filltime查看填充時(shí)間該澆注系統(tǒng)填充時(shí)間為1.835有此項(xiàng)也能夠看出塑料熔體在型腔內(nèi)填充整個(gè)過(guò)程第19頁(yè)Clampforce看鎖模力由此看出注射整個(gè)過(guò)程鎖模力隨時(shí)間變化情況。最大鎖模力15T，故所選注射機(jī)鎖模力必須大于15T第20頁(yè)Weldlines由顯示成果可見，采取這樣澆注系統(tǒng)其熔接痕不抱負(fù)，影響制品質(zhì)量。改善：①提升熔體溫度和模具溫度②增加螺桿速率③改善澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)第21頁(yè)Airtrap圖中黑點(diǎn)處即為氣穴，氣穴多質(zhì)量下降，會(huì)引發(fā)澆注不足改善辦法：①平衡流長(zhǎng)②修改澆注系統(tǒng)，使制件最后填充位置位于容易排氣區(qū)域③利用頂桿排氣第22頁(yè)結(jié)論由以上各項(xiàng)看出，本次分析成果并不抱負(fù)，澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理，熔接痕顯著，氣泡多，這些都影響制品質(zhì)量。因此，必須對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行改善。目標(biāo)是提升生產(chǎn)效率，其中最主要是縮短成型周期各部分時(shí)間（注射，保壓，冷卻，開模，取件各部分時(shí)間），但必須考慮制品質(zhì)量下列分析改善后模型，為進(jìn)行其他分析，建立了冷卻系統(tǒng)。第23頁(yè)改善后分析

（目標(biāo)是提升生產(chǎn)效率）改善后澆注系統(tǒng)如右圖這樣澆注位置所得制品熔接痕集中于制品中間型心，對(duì)于罩蓋來(lái)說(shuō)要比在外表面好。經(jīng)改善，氣穴位置集中與分型面，利于排氣，不易引發(fā)澆不足，可減少注射壓力。如此，制品質(zhì)量得到提升第24頁(yè)通過(guò)上面分析之后，確定采取上面確定澆注系統(tǒng)下面進(jìn)行充填，冷卻，翹曲分析。Flow分析1)

Clampforce看最大鎖模力（選設(shè)備）2)

Weldlines是否影響強(qiáng)度、外觀（澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)）3)

Airtraps是否影響充填、燒焦（澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)）4)

Frozenlayerfraction看澆口凝固時(shí)間（成型周期）5)

Pressureatfill/packswitchover最大注射壓力（工藝）6)

Shearrate,bulk不能超出材料允許應(yīng)力（材料庫(kù)）7)

Sinkindex收縮因子8)

Temperature頂出溫度（低于Ejectiontemperature）9)

Volumetricshrinkage體積收縮（模具設(shè)計(jì)、工藝、選材）第25頁(yè)Cool冷卻分析1)

Averagetemperature,part(在20℃范圍內(nèi))2)

Circuitcoolanttemperature（進(jìn)出口溫差＜5℃）3)

CircuitReynoldsnumber（＞5000）4)

Temperature(top),part（型腔與型芯溫差＜20℃)5)

Timetofreeze,part（零件凝固時(shí)間）6)

Circuitmetaltemperature（進(jìn)出口溫差＜3℃）第26頁(yè)一、指出最大變形量和最大變形方向。二、找變形原因：1)

cool不均(增加冷管、合理布局)2)

shink不均(調(diào)充填速度、澆口位置)3)orientation取向(修改流道系統(tǒng))Warp翹曲分析第27頁(yè)對(duì)于本制品，確定采取一模兩腔進(jìn)行注射分析。因模腔排布是對(duì)稱，且單個(gè)型腔劃分網(wǎng)格數(shù)已達(dá)成約6600個(gè)。網(wǎng)格數(shù)多，分析進(jìn)行時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)電腦設(shè)備要求高（曾經(jīng)嘗試過(guò)兩腔所有建模劃分網(wǎng)格之后進(jìn)行分析，一共13935個(gè)網(wǎng)格，分析從早10點(diǎn)到晚上9點(diǎn)仍未完成），如下頁(yè)圖處理措施：將澆注系統(tǒng)流道屬性中occurrencenumber值設(shè)為2，表達(dá)一模兩腔。假如是四腔，則設(shè)為4。這樣設(shè)置會(huì)減少冷卻，翹曲分析精度。但可將網(wǎng)格劃分細(xì)些來(lái)彌補(bǔ)精度下降。如下頁(yè)圖示第28頁(yè)該處值為213935個(gè)網(wǎng)格第29頁(yè)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)可用向?qū)?chuàng)建，也可用先建線，設(shè)置屬性為冷卻水管辦法來(lái)創(chuàng)建，多數(shù)情況用后辦法圖為用先建線辦法來(lái)創(chuàng)建翻水受空間位置限制，經(jīng)試驗(yàn)采取這樣水道能夠加工出來(lái)，冷卻效果也比建圓形管道好建冷卻水標(biāo)準(zhǔn)：制件厚不大于2mm時(shí)，水管直徑取8~10mm；制件厚度不大于4mm,取10~12mm，制件厚不大于6mm,取12~15mm.冷卻管道之間距離應(yīng)不大于管道直徑3倍制件與冷卻管道之間距離是管道直徑地~3倍選該項(xiàng)黃色線為翻水線第30頁(yè)用向?qū)?chuàng)建冷卻水道點(diǎn)擊Moldling菜單下拉Coolingcircuitwizard用先建線辦法創(chuàng)建出來(lái)冷卻管道也如圖所示向?qū)Ы⑵饋?lái)冷卻管道第31頁(yè)分析前設(shè)置分析類型選擇Cool+Flow+Warp澆注系統(tǒng)不變化成型工藝參數(shù)不變化，既：模溫仍沿用60度，料溫200度，開模時(shí)間5秒其他也用系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)置將工藝設(shè)置中如右圖幾項(xiàng)打鉤，各項(xiàng)表達(dá)如下Considermoldthermalexpansion選擇表達(dá)考慮模具熱膨脹對(duì)分析成果產(chǎn)生影響Isolatecauseofwarpage獨(dú)立翹曲分析分別列出冷卻，收縮率，分子定向等原因?qū)χ破纷冃畏瞰I(xiàn)Useiterativesolver使用迭代器，單元數(shù)在5000以上時(shí)可提升計(jì)算效率，減少分析時(shí)間第32頁(yè)分析成果Averagetemperature,part制件平均溫度(溫差在20℃范圍內(nèi))但本制品較難做到，根據(jù)其用途，可不做要求，若要?jiǎng)t需改善冷卻管道，如此則增加了成本第33頁(yè)Circuitcoolanttemperature（進(jìn)出口溫差＜5℃）由圖中右側(cè)坐標(biāo)可知，冷卻管道進(jìn)出口溫度之差可滿足要求冷卻劑采取25度水第34頁(yè)CircuitReynoldsnumber（＞5000）

冷卻劑雷諾數(shù)，是衡量冷卻一種主要指標(biāo)由圖中坐標(biāo)及制品顏色可知雷諾數(shù)可滿足要求第35頁(yè)Temperature(top),part（型腔與型芯溫差＜20℃)由圖中坐標(biāo)及顏色可知，制品大部分為藍(lán)顏色，代表溫度在40度左右，可滿足要求第36頁(yè)

Timetofreeze,part（零件凝固時(shí)間）制品各部分冷卻時(shí)間，圖中綠色部分冷卻時(shí)間最大以此項(xiàng)作為頂出制品參照時(shí)間第37頁(yè)Circuitmetaltemperature（進(jìn)出口溫差＜3℃）如圖，分析成果還勉強(qiáng)滿足要求第38頁(yè)Clampforce看最大鎖模力（選設(shè)備）由圖看出，最大鎖模力為17.5T，注射機(jī)鎖模力必須能夠大于17.5T第39頁(yè)

Weldlines是否影響強(qiáng)度、外觀（澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)）

Airtraps是否影響充填、燒焦（澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)）

成果都比之前方案好

第40頁(yè)Frozenlayerfraction看澆口凝固時(shí)間（成型周期）由成果懂得，成型周期為9.601S第41頁(yè)P(yáng)ressureatfill/packswitchover最大注射壓力（工藝）最大注射壓力為37.43T第42頁(yè)Shearrate,bulk不能超出材料允許應(yīng)力（材料庫(kù)）二者相比，分析成果沒(méi)有超出材料允許應(yīng)力第43頁(yè)Warp分析最大形變量為0.4429，位于制品四個(gè)邊角上0.4429mm,故應(yīng)從減少收縮不均進(jìn)行改善。辦法：改善澆注系統(tǒng)，增加冷管，合理布局；調(diào)整充填速度，流道第44頁(yè)由冷卻原因引發(fā)形變量由冷卻不均引發(fā)形變量最大為0.0392mm另外還能夠查看各個(gè)平面形變量第45頁(yè)收縮不均引發(fā)形變量最大形變量是0.4342mm,位于制品四個(gè)邊角上第46頁(yè)分子取向不均引發(fā)形變量由以上分析可知，引發(fā)制品形變量最大原因是收縮不均，最大值為0.4342mm，而所有原因引發(fā)收縮不均為第47頁(yè)最后改善為取得最佳工藝，先進(jìn)行工藝窗口分析分析