基于Moldflow的隐形眼镜盒的模流分析
基于Moldflow的
模具CAD/CAM/CAE墨wwwmould—crlnet
隐形眼镜盒的模流分析
王瑞
(宝鸡技术学院,机械
工程
路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理
系,陕西宝鸡,721000)
摘要:本文通过对隐形眼镜盒底盖的结构分析,运用Moldflow对最佳浇I1位嚣,流
动,填充,冷却,翘曲等进行分析.利用分析结果来
检镬成t艺条件足的合理性,进而对模具设f|仃更好的改进.
关键词:Moldflow;十萸其没计;隐肜眼镜盒;模流分析
TheAnalysisOfHidingEyeBoxBasedOnMoldflow
WangRui
(DepartmentofMechanicalEngineering,TechnicalInstituteofBaoji.Baoji721000,China)
Abstract:ThispaperusesMoldflowtoanalyzethebestgateposition.flowing,filling,cooling,
warp
bythestructureanalysisofthehidingeyeboxbase.Wejudgethecraftconditionwhetherreaso
nableornotby
usingtheanalysisresults.Thereasonabilityofformingprocessshouldberespectedbytheanal
ysisresults,SO
themold'Sdesigncanbebetterprotected.
Keywords:Moldflow,Molddesign,hidingeyebox,analysisofflow 1前言
M一
2产品结构特征分析
本设计所要分析的实例是一个隐形眼镜盒底盖,
材料
关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料
为
ABS.其形状如图1所示.塑件结构较为复杂;从使用性能
上看,该塑件具有刚性好,耐热性强的特点;从成型性能上
作者简介:王瑞,女,1982年生,汉,陕西宝鸡人,宝
鸡技术学院助理讲师,主要从事塑料成型及模具设计方面的教 学工作.
看,该塑件吸水性小,熔料的流动性较好,成型容易.塑料 成型时易产生缩孔,凹痕,变形等缺陷,成型温度高时,方 向性明显,凝固速度较快,易产生内应力.因此,在成型时 应注意控制成型温度,浇注系统应较缓慢散热,冷却速度不 宜过快,以免产生缩孔和凹痕.
3分析前处理
前处理的最终目的是创建包括浇注,冷却系统在内,并 且模型网格划分,修改完成的一模两腔整体模型.在MP1分 析的前处理过程中,主要包括了以下的工作和内容,他们与 MPI中的任务窗口中的内容相对应.
3.1项目创建和模型导入
在MPI的分析中,首先需要创建一个项目(Project),用 于包含整个分析过程(其中可以包括多个分析对象和
报告
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. 本设计中,是在Pro/E环境下完成制件的三维模型的创建. 将其转化为STL文件格式,在MP1分析中创建一个项目后, 2010:~第12期(总第115期】MOULD&DIEPROJECT模具I_1二程79
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圆模具cAD/cAM/cAEi露露函豳
向此项目中导入所建模型即可.
3.2浇注系统的建立
浇注系统的作用是将塑料熔体顺利地充满型腔深处,以 获得外形轮廓清晰,内在质量优良的塑料制品.在最佳浇口 位置分析结果的基础上,建立浇注系统.其基本
流程
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是浇口 设定分流道创建主流道创建浇注系统网格划分设置进料点位 置,图2为刨建的浇注系统.
图1隐形眼镜盒赢盖
图2浇洼系统
3.3冷却系统的建立
模温的波动和分布不均匀,或者模温的布合适都会严重 影响塑料产品的品质.因此设计合理的冷却系统很重要,此 设计中的冷却系统图3所示.最终建立的前处理分析模型如图 4所示.
图3冷却系统
8O模具工程MOULD&DIEPROJECT2010年第12期(总第115期 4结果分析及相关后处理
4.1浇口位置分析结果
Moldflow中的优化分析可以根据模型几何形状以及相 关材料参数,工艺参数分析出浇口最佳位置.用户可以在 设置浇口位置之前进行浇口位置的分析,依据这个分析结 果设置浇口位置,从而避免由于浇口位置不当可能引起的 制件缺陷.
图5为最佳浇口位置分析结果示意图,其实是浇口位置合 理因子分布图示.当因子为l时,
表
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示这个位置是最佳浇口位 置,因子值越小,浇口位于这个位置的成型合理性就越小. 图5最佳浇口分析
Bes'lgatelocation
=1.000
4.2Flow分析结果
F1OW分析用于预测热塑性高聚物在模具内流动, Moldflow通过程序,模拟从注塑点开始逐渐扩散到相邻点的 流动前沿,直到流动前沿扩散并填充完制件上最后一个点. 4.2.1Filltime(填充时间)
Filltime为动态结果,它可以显示从进料开始到充模完 成整个注塑过程中,任一时刻流动前锋Flowfront的位置.
如图6所示,熔体填充过程在Filltime结果中基本上在同一时 ,
问到达各型腔各端部,故为较均衡的填充过程. 4.2.2Pressure(endoffilling)压力分布
Pressure(endoffilling)显示了填充结束时的腔内 及流道内的压力分布,如图7所示,此时腔内最大压力为 13.03MPa,进料口处的最大压力为26.06MPa. 图6填充时间分析
固7医力分布分析
Fill'lme
=1.3941~I
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1045
4.2.3Bulktemperature(endoffilling)平均温度分布 Bulktemperature是沿产品厚度方向上以熔体流速为权 职的平均值,它表示产品上的某一位置能量的传递值.如图8 所示,腔内熔体的最高平均温度为282.4?,该温度小于材 料的降解温度,符合要求.
4.2.4Pressureatiniectionlocation:XYPlot
Pressureatinjectionlocation:XYPlot为产品
进料口位置的压力在注射,保压,冷却整个过程中变化如 图9所示.
4.2.5Weldlines(熔按痕)
熔接痕容易使产品强度降低,特别是在产品可能受 力的部位产生的熔接痕会造成产品结构上的缺陷.同时 模具cAD/cAM/CAE圜wwwmould—cnnet BulktemperatureatendoffIJI =282.41cI
圈8平均温度分布图
图9注塑过程压力曲线
强10熔接痕分析结果
熔接痕还会造成产品表面质量不过关.如图10所示为产 品上的熔接痕的位置,将熔接痕结果叠加在Filltime 的结果上还可以分析熔接痕产生的机理,从而可以更合 理地修改设计.'
4.3冷却分析结果
通过冷却分析结果判断制件冷却效果的优劣,根据 2010~I-第12期(总第115期)MOULD&DIEPROJECT模具工程81
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798?
墨模具AEI一
冷却效果计算出冷却时问的长短,确定成型周期所用时 间.在获得均匀的冷却的基础上优化冷却管道的布局,尽 量缩短冷却时问,从而缩短单个制品的成型周期,提高生 产率,降低生产成本.
4.3.1产品最高温度
Maximumtemperature,part(产品最高温度)显示了 冷却周期结束时计算所得产品上的最高温度,如图11所示, 最高温度值为77度.实际中,产品经过冷却的最高温度应该 低于设定的产品顶出温度.在过程参数设置中,顶出温度设 定为85度,分析结果满足要求.
4.3.2冷却介质温度
Circuitcoolanttemperature(冷却介质温度)显示了冷 却周期结束时计算出的冷却系统中冷却介质的温度,如图l2 所示.回路中的冷却介质的升温应该小于2,3?,本设计中 冷却水升温仅有0.29?,显然满足要求.
4.4翘曲分析结果
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图11产品最高温度分析 colanIIemp 2
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图12冷却介质温度分析 82模具工程MOULD&DIEPROJECT2010年第12期(总第115期
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圈13Z轴总变形|
翘曲分析的结果分为四类:总体变形,冷却因素导致的 变形,收缩因素导致的变形和分子取向导致的变形.每一类 又分为总变形量TnX,Y,Z三个方向上的分量,这里着重分 析Z轴方向上的产品变形.
4.4.1Z轴总变形量
产品在Z轴方向的总变形量如图13所示,最大变形量 为0.1772mm.其中产品在冷却因素影响下的Z轴最大变 形量为0.037mm,在收缩因素影响下的Z轴最大变形量为 0.1848mm,在分子取向因素影响下的Z轴最大变形量为零. 5结束语
通过本例可以看出通过将Pro/E和Moldflow的结合,分 别发挥各自的强大的功能优势,更能弥补模具设计中经验不 足带来的缺陷,利用分析结果来检查成型工艺条件是否正确 合理,并指导和优化模具的设计,大大提高模具设计的效率 和成功率.a目
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