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1、 本科毕业论文（设计） 题 目： MP3 外壳注塑成型数值分析 姓 名： 学 号： 院 （系） ： 专 业： 指导教师： 职 称： 评 阅 人： 职 称： 2010 年 6 月 声 明 声 明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写 过的研究成果，也不包含为获得*大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与 我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。 本学位论文成果是本人在*大学本科读书期间在导师指导下取得的，论文成果归*大 学所有，特此声明
2、。 本 科 生： 指导老师： 2010年6月2日 摘 要 注塑成型是在塑料件生产中应用最广的方法。但是注塑成型制件往往存在一些缺陷。 MP3 这类消费电子产品，消费者对外观和性能要求越来越高。在这类薄壁多孔的注塑制品 中，熔接痕影响产品的外观和使用强度，翘曲变形影响产品尺寸精度。如何提高产品熔接 痕的质量， 如何减小翘曲变形， 成为了研究的重点。 本论文运用Moldflow数值分析软件和 正交实验的方法对MP3外壳模具结构和成型工艺进行优化，从而减少上述两种成型缺陷对 该制件的影响。 本论文将 MP3 外壳计算机实体造型转换为 stl 双层面实体模型，运用 Moldflow 软件 对模型进行了
3、有限元网格划分并进行手动网格细节完善，使之能达到填充、保压、翘曲分 析的要求。设计了三套浇注系统，并将各套浇注系统在同一工艺参数下进行模拟填充，分 析填充结果，得到最佳浇注系统结构，使MP3 外壳熔接痕性能大幅提升。根据实际情况设 计能均匀冷却制件的冷却水管路系统。 结合Taguchi方法和CAE技术，对MP3外壳成型工艺进行优化是本文的另一个重要内 容。 研究了工艺参数对注塑制品翘曲量的影响。 采用L16(45)正交表设计实验， 研究了工艺变量因素注射温度、模具温度、注射时间、保压时间、保压压力对翘曲影响的显著性。将 CAE技术结合Taguchi方法进行了16次模拟实验， 对翘曲量进行优化得
4、到最优成型工艺组 合。使用最优工艺参数进了仿真实验，使 MP3 外壳制品的翘曲量减小了 46.6%，有效提高 了制件质量。通过 16 次模拟实验结果的信噪比分析出各个变量因素对该制件翘曲量的影 响。 本文对MP3外壳成型数值分析得到了一些CAE优化成型的结论，为实际生产缺陷提 供了一些有效解决途径。 关键词： 熔接痕优化 翘曲量优化 CAE技术结合Taguchi方法 MP3外壳成型 最佳 工艺参数 Abstract Injection molding is one of the most widely used in producing plastic pasts. However, ther
5、e are still some unresolved defects. MP3, a consumptive electronic products Whose appearance and performance demanded better and better. Among this kind of injection molding product which is thin and have many holes. The weld-line affects the appearance and the product using strength. The warpage ha
6、ve affection on the precision of the product. How to improve the quality of weld-line, decline the warpage, become the focus of the study. This paper is mainly about how to optimize the mold structure of MP3 shell and the molding process using by Moldflow software and the Taguchi method. In this pap
7、er, it transfers the computer solid of MP3 shell into two-dimension solid mold of “stl”, Then, using the Moldflow software to measure off the mesh with finite method and modifying the mesh by manpower. So that it can achieve the filling, packing, warping of the requirements . I design three gating s
8、ystems and to simulate the filling process in the same sets of parameters. The results of filling, we get the best gating system structure. It can improve the quality of the weld-line highly. According to actual situation, I designed to cooling system which can make the product cool steadily. Throug
9、h combining Taguchi method and CAE technology to optimize MP3 shell molding process. Investigating the influence of process conditions on the warpage of injection molded parts. With L16(45) Taguchi experimental design to study the process variables: melt temperature, mold temperature, injection time
10、, packing time, packing pressure on the warping effect was significant. Taguchi method combined with the CAE conducted 16 simulation experiments, to optimize the amount of the warp forming process to obtain the optimal combination. Using the optimal process parameters into the simulation, so that wa
11、rpage of MP3 shell be optimized, the warpage reduced 46.6%, which effectively improved part quality. In this paper, I got some CAE optimized molding conclusions by analysis the forming numerical of MP3 shell, which provides some effective solution to the defects of actual production. . Keywords: wel
12、dline optimization; warpage optimization; CAE and Taguchi DOE optimization; MP3 shell molding; optimized process parameters. 目 录 第一章 绪论1 1.1 背景及研究意义.1 1.2 本论文所做工作.1 第二章 注塑成型CAE 技术的基本原理.3 2.1 流动填充分析的基本原理3 2.2 保压分析的基本原理.3 2.3 翘曲分析的基本原理.4 第三章 MP3 外壳造型及CAE分析前处理.6 3.1 MP3外壳制件概述及产品造型6 3.2 MP3外壳CAE分析前处理.7
13、3.2.1模型的转入及网格的划分7 3.2.2 网格优化.7 3.2.3网格的修补8 第四章 MP3 外壳注塑模具浇注系统CAE优化及冷却系统设计.10 4.1 MP3外壳成型材料及注塑机的选择10 4.2 MP3外壳成型模具浇注系统的设计及CAE分析11 4.2.1 最佳进浇口位置的分析及选择12 4.2.2 浇注系统的设计12 4.2.3 浇注系统的CAE分析.14 4.3 MP3外壳冷却系统的设计.17 4.3.1制品所需的冷却时间计算17 4.3.2计算冷却管道的数目：17 第五章 基于TAGUDHI 理论的MP3 外壳注塑成型工艺参数优化.20 5.1 Taguchi实验原理及MP3
14、外壳成型工艺参数范围的选取.20 5.2 MP3外壳成型工艺优化的Taguchi实验.21 5.3 对Taguchi实验结果的统计分析25 第六章 论文总结28 致 谢.29 参考文献30 附 录. MP3 外壳注塑成型数值分析 1第一章 绪论 1.1 背景及研究意义 传统的注塑模具设计与制造主要依靠模具设计师的直觉、经验和制模工人的技术，因 此，往往需要经过多次试模和反复修模才能正式投入批量生产。这不仅使模具制造周期及 新产品开发周期加长、生产成本升高，而且很难保证产品质量，特别是对外形和实用性能 要求高的产品1 2。 注射成型流动模拟分析技术，能够预测塑料熔体流经流道、浇口并填充模具型腔的
15、过 程，计算浇注系统及模具型腔的压力场、温度场、速度场、剪切应变速率场和剪切应力场 等的分布，并将分析结果以图表、等值线图和真实质感云图的方式直观地反映在计算机屏 幕上3。 本论文对MP3外壳注塑成型进行CAE 分析。电子产品外壳一般曲面较多，成型精度 要求较高。如果利用传统模具设计方法会大大延长产品周期，提高产品研发成本。对电子 产品占领市场很不利。利用 CAE 技术，可以在模具加工前，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、保压和冷却情况，以及产品的应力分布、分子 和纤维取向分布、收缩和翘曲变形等情况，以便使设计者能尽早发现问题并及时修改，而 不是等到模具完成试模后再返修模具。 同时也可以在模拟环境下对注塑成型工艺进行优化。 这不仅是对传统模具设计方法的一次突破，而且在减少甚至避免模具返修报废、提高产品 质量和降低成本等方面，都有着不可估量的重大技术和经济意义。塑料模具的设计不但要 采用CAD技术，而且
