氣輔注射成型模具設計和CAE分析

材料成型及控制工程論文，論文編號:JX1400  論文字數:31313.頁數:85

摘     要

 塑料產品和塑料模具工業在當前國民經濟中占據重要地位，作為比較先進的氣輔成型法對塑料產品質量的提升、成本的降低有著更為突出的優越性。本論文提出咖啡壺手柄的基于CAE分析的氣體輔助注射成型模具設計，由于存在非常大的壁厚差異，且結構形狀相當復雜，采用普通注塑工藝難以成型，所以必須采用氣輔注射成型工藝。
 本文為咖啡壺手柄設計了一副氣體輔助注射塑料模具。設計過程中主要利用Pro/E、Moldflow和AutoCAD工具軟件，充分發揮計算機輔助設計的優越性，實現了模具設計設想。作者首先分析塑件的結構工藝性，選擇了單分型面模具，采用斜滑裝置，并利用Pro/E模塊完成了成型零部件的建模。然后，利用Moldflow對零件進行了CAE分析，得到一系列計算結果。并在這些計算結果的指導下，在Pro/E EMX模塊中完成了模具的推出機構、導向機構和結構零部件等的建模。最后利用AutoCAD繪制了該副模具的總體裝配圖。總之，所設計的模具結構簡單，機構運行可靠，所繪制的模具圖紙對實際生產具有指導意義。
 
關鍵詞：CAE  咖啡壺手柄  氣體輔助成型  模具結構

Abstract
 Plastic products, and plastic mold industry have occupied an important position in the national economy, as more advanced gas-assisted injection molding of plastic method of upgrading the quality of products, cost reduction is even more pronounced superiority. In this paper, coffee pot handle CAE analysis is based on the gas-assisted injection mold design, and because of the very large differences in thickness, and structure of complex shapes, it’s difficult to use ordinary injection molding process. So we must adopt gas-assisted injection molding process.
 This paper is about coffee pot handle design of a gas-assisted injection mold plastic. During design process we use mainly Pro / E, AutoCAD and Moldflow software tools, and give full play to the advantages of computer-aided design, to achieve the vision of mold design. The author analyzes the plastic parts of the structure, and then choices of a single-mold surface, using oblique-slip devices, then, use of Pro / E module completes molding parts modeling. Then, using Moldflow does CAE analysis on parts, and we can have a series of calculated results. And under the guidance of the results of these calculations, the Pro / E EMX module completes the introduction of the mold, oriented institutions and structures parts modeling. Finally, draw die deputy general assembly with using the AutoCAD. In short, the mold design is simple, reliable operation of institution, drawing on the mold drawings actual production is instructive.
 
Keywords：CAE; Coffee pot -handle; Gas-assisted molding; Die structure
目 錄
摘要 i
Abstract ii
目錄 iii
第一章  緒論 1
1.1  引言 1
1.2  氣體輔助注射成型概述 1
1.3  氣體輔助注射成型CAE應用現狀與趨勢 4
1.4  本文主要研究內容 6
第二章  咖啡壺手柄的三維建模 7
2.1  三維CAD軟件的介紹 7
2.2  咖啡壺手柄三維造型 8
2.2.1  咖啡壺手柄結構分析 9
2.2.2  設計要點及流程 9
2.2.3  咖啡壺效果圖 12
2.3  小結 12
第三章 氣輔注射成型的CAE分析 13
3.1  Moldflow 軟件簡介 13
3.2  MoldFlow軟件在氣體輔助成型中的應用 14
3.3  分析前處理(氣體輔助注射成型分析) 15
3.3.1  項目創建及模型的導入 16
3.3.2  模型的網格劃分 17
3.3.3  網格缺陷修改 18
3.3.4  分析類型及順序的設置 22
3.3.5  產品注塑原料的選擇 23
3.3.6  一模—腔的布局 26
3.3.7  澆注系統的建立 26
3.3.8  氣輔系統的建立 33
3.3.9  冷卻系統的建立 35
3.3.10  工藝過程參數的設置 37
3.3.11  前處理完成 39
3.4  分析計算 39
3.5  結果分析及相關后處理 44
3.5.1  流動分析結果 44
3.5.2  冷卻分析結果 47
3.5.3  翹曲分析結果 48
3.6 小結 50
第四章  氣輔注射成型模具設計 51
4.1  改性PP相關知識 51
4.2  塑件工藝性分析 51
4.3  收縮率的選擇 52
4.4  分型面的創建以及體積塊的分割 52
4.4.1  分型面選取原則 52
4.4.2  創建分模面以及分割模具體積塊 53
4.5  主流道的設計 55
4.6  澆口的設計 55
4.7  模架的設計 57
4.8  注射機型號的確定 61
4.9  導向與推出結構設計 62
4.9.1  導柱剛度校核 62
4.9.2  推出機構的設計 63
4.10  冷卻系統的設計 64
4.11  模架庫的意義和使用 65
4.11.1  EMX的功能 65
4.11.2  EMX的優點 65
4.11.3  開模模擬 66
4.12  小結 66
第五章  結論 67
參考文獻 68
致  謝 69
外文原文