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1、洛阳理工学院毕业设计（论文）基于Moldflow的冰箱用塑料配件注射成型研究摘 要本文主要研究冰箱用塑料配件。它类似于一个两通的塑件，在主体盖下方的两端开有侧孔，所以在模具设计时需要考虑侧向分型与抽芯机构。但是冰箱用塑料配件比二通要复杂得多，由于它有一个梯形阶梯孔，在注塑过程中很可能会出现陷，因此选择一个合理的浇口就显得非常重要。在分析过程中应对其进行可行性工艺分析，然后对塑件进行实体建模，并进行相关计算。首先对型腔数目及布置方式、分型面、浇注系统、顶出机构类型、侧向分型与抽芯机构等进行初步设计，确定用推杆推出机构。建模以后利用Moldflow软件模拟注射过程中熔体的流动情况并进行分析，再根据
2、分析结果对设计方案进行调整，并利用正交试验确定出最优化的方案。对设计的模具进行Moldflow分析，不仅可以增加模具设计的合理性，还可以减少试模修整次数，最重要的是可以提高制品质量。关键词：浇口，Moldflow，注射过程，正交试验，优化Study On The Injection Molding of Plastic Parts For Refrigerator Based On MoldflowABSTRACTThe main content of this paper is the research of plastic accessories of refrigerators.The
3、accessory is similar to a two-way plastic valve, and both ends exist side hole in the bottom of the cover of the main part.So we should consider the lateral parting and core pulling mechanism when design the mold.But the plastic accessories of refrigerators is much more complex than two-way plastic
4、valve. Since it has a trapezoidal stepped hole,defects are more likely to appear in the process of injection to mould.So it is very importent to choose a reasonable gate. Therefore,in the process of study we should analyze the feasibility of process,then set up the modeling of the plastic parts and
5、carry on the relation calculation. Before studying, should design the number and the way it layout of the cavity, parting surface, gating system, ejector mechanism type, lateral parting and core pulling mechanism preliminarily,and use the pose rod mechanism. After setting up mould we use Moldflow to
6、 simulate the flow status of fusant in the process of injection and analyze the result.Then we adjust the design scheme according to the analysis result, and use the orthogonal experiment to determine the optimal solution. The Moldflow analysis of the mould we have designed,can not only increase the
7、 rationality of the mould,but also reduce the number of the mold repair, and the more important is the quality of the product is improved much more.KEY WORDS: Gate，Moldflow，Injection process，Orthogonal experiment，Optimization目录前言1第1章 塑件的工艺分析31.1 零件的分析31.2冰箱生产中的常用塑料31.3 材料的具体性能4第2章 模具结构设计方案62.1 模具结构方
8、案62.2 制件的计算62.2.1 计算塑件的体积、重量、投影面积62.2.2 尺寸精度的分析62.3 注射机的选用62.3.1 选用方法62.3.2 注射机的选用原则72.3.3 最大注射量的计算72.3.4 锁模力的计算72.3.5 注射压力的计算82.3.6 最大注射成型面积的计算92.3.7 注射机的选择92.4 初步设置型腔数目及布置102.4.1 按注射机的最大注射量确定型腔数目102.4.2 按注射机的额定锁模力确定型腔数目112.4.3 按塑件的精度要求确定型腔数目112.5 浇注系统112.5.1 主流道的设计122.5.2 分流道的设计132.5.3 浇口的设计132.5.
9、4 定位环及浇口套142.6 分型面的选择142.7 顶出机构类型142.7.1推出方式142.7.2 复位装置152.7.3 顶出机构的导向152.7.4 拉料杆、顶出距离152.8 侧向分型与抽芯机构152.9 模温调节系统162.10 排气方式172.11 模架结构方案17第3章 注射成型分析183.1 模型导入183.2 成型窗口分析193.3 充填分析193.3.1 浇注系统的建立203.3.2 分析计算203.3.3 充填分析结果213.3.4 优化填充方案263.4 保压分析263.4.1 分析计算263.4.2 结果分析273.4.3 优化保压方案293.5 冷却分析293.5
10、.1 分析计算293.5.2 冷却分析结果303.5.3 优化冷却方案333.6 翘曲分析343.6.1 翘曲分析结果343.6.2 翘曲优化方案403.7收缩分析413.7.1 收缩分析结果413.7.2 优化收缩方案42第4章 塑件和模具的调整及其优化434.1 制件设计参数的调整434.2 模具设计结构的调整434.2.1 浇注系统的调整434.2.2 冷却系统的修改434.3 优化后填充分析结果剪切速率444.4 优化后流动分析结果454.5 优化后的冷却分析结果454.6 优化后的翘曲变形分析结果494.7优化后的收缩变形结果51第5章 基于正交实验多工艺参数优化535.1 正交实验
11、概述535.2 基于正交试验多工艺参数优化53第6章 方案优化后的结果576.1 方案优化前后的结果576.2 方案优化后的总结与分析586.3 工艺参数596.4 工作原理60结 论61谢 辞62参考文献63外文资料翻译65V前言模具行业是一个高新技术密集且又重视实战经验的产业。特别是近代工业的飞速发展，塑料制品用途日趋广泛，注塑模具工艺得到迅速的发展，单单依靠人工师傅的经验来设计模具已不能满足需要，因此企业越来越多地利用注塑模流分析技术来辅助塑料模具的设计。利用注塑模流分析技术，可以预先分析模具设计的合理性，减少试模次数，加快产品研发，以此来提高企业的生产效率。在注塑模具中使用CAD/CA
12、E/CAM技术可以实现塑件设计、模具设计、制造和成型工艺的一体化。它不仅提高了模具设计能力和水平、模具制造的质量和精度、模具标准化程度、缩短了模具的研制周期、降低了制品生产成本并且可以激发模具工程设计人员的创新思维的能动性1。我国由于计算机技术发展起步晚等原因，模具CAE技术的研究与开发于上世纪70年代末才开始，通过几十年的努力，模具CAE技术的研究和开发已取得了很大的发展。我国的模具CAD/CAE/CAM软件的开发水平也逐渐接近国外先进水平。但与发达国家还是有不小的差距1。注塑模CAD/CAE/CAM系统是一个有机整体，整套系统与企业的人才、技塑件在航空、航天、电子、机械、船舶和汽车等工业部
13、门的推广应用，对模具设计的要求也越来越高，传统的注塑模具设计主要依赖经验，成型的缺陷也只能通过反复试模、修模来修正，这样不仅很难保证制品的质量，生产周期也相当长。因此传统的模具设计方法已无法适应当今的要求。计算机辅助工程CAE技术与传统的模具设计相比，不管是在提高生产效率、保证产品质量方面，还是在降低成本、减轻劳动强度方面，都具有很大的效用2。近年来，模具行业迅猛发展，在制造业中的地位越来越被人们重视。针对模具设计和塑料成型的CAE软件可以协助设计人员在模具设计过程中及时发现模具和成型过程中可能存在的问题，从而可以更加快速地做出设计方案，有效地缩短设计生产周期并降低生产成本。本课题以冰箱用塑料
14、配件为例。应用Autodest Moldflow软件对冰箱用塑料配件的模具设计进行优化，先利用Moldflow软件对塑料件进行预分析。依据计算结果和模具设计人员的经验，提出优化方案，进而对塑件进行注射成型模拟分析，再利用正交试验分析找到真正合理的最优方案，使试模的成功率得到明显的提高。第1章 塑件的工艺分析1.1 零件的分析塑件名为冰箱用塑料配件，复杂性适中，应有较好的抗拉强度、抗弯强度和屈服强度，硬度适中。塑件壁厚为3mm，在主体盖最下方的两端存在侧孔结构，所以在模具设计时需要考虑侧向分型与抽芯机构，它有一个阶梯孔，在注射过程中容易出现缺陷，对注塑成型质量要求高。 结构图如1-1所示： 图
15、1-1 冰箱用塑料配件名称：冰箱用塑料配件 材料：增强型聚丙烯（PP) 数量：四十万件生产 要求：塑件表面光滑，质量较好1.2冰箱生产中的常用塑料在冰箱门体和箱体的隔热层中常使用聚氨酯。聚苯乙烯主要用于制造冰箱的内丹、门衬、冰箱成品包装和运输过程中的减震辅助材料。聚丙烯在冰箱生产中主要用于制造冰箱抽屉。ABS主要用于加工外观零部件，如：门把手和各类装饰条。聚乙烯在冰箱生产中主要用于各种管材的制造。根据以上所述选用增强聚丙烯作为冰箱用塑料配件的材料。1.3 材料的具体性能聚丙烯的主要特点是密度小，它的力学性能如屈服强度、抗张强度、压缩强度、硬度等，均优于低压聚乙烯。而且聚丙烯有很突出的刚性，耐热性也比较好，化学稳定性良好，高频电性能优良，并且不受温度的影响，成型容易。增强聚丙烯是聚丙烯与玻璃纤维或有机纤
