聚合物成型模具課程設計（2021級）題目：眼藥水瓶蓋成型模具設計學生姓名 學 號 專業班級 高分子材料2021（）班 學 院 材料科學與工程學院提交日期 2025年1月 聚合物成型模具課程設計聚合物成型模具課程設計目錄一、設計產品與技術要求 1二、注塑成型CAE分析 22.1澆注系統和冷卻系統建模 22.2成型窗口分析 42.3填充保壓分析 52.4冷卻分析 72.5翹曲分析 82.6小結 10三、模具成型零件設計和壁厚的確定 11參考文獻 15模擬后的最優結果進行實際試驗，大大降低了成本，提高了生產效率。:。技術要求：要寫具體內容。二、注塑成型CAE分析Moldflow方案。2.1澆注系統和冷卻系統建模1.5mm19197可以在提高分析速度的同時保證分析的精確度。12-1-1。圖2-1-1瓶蓋澆口分析結果從圖中可以看出，澆口位置在零件頂部都比較好，并結合實際生產過程和設計便利性角度出發，可以將澆后的分析。2-1-3。（1）創建節點：選擇之前確定的最佳澆口位置，利用偏移定義節點，采用相對位移。（2）生成直線：分別設置其屬性為冷澆口，冷流道，冷主流道。（3）生成網格：劃分網格尺寸為1mm。圖2-1-3瓶蓋的澆注系統4.建立冷卻系統為能有高效的創建效率，采用“冷卻回路向導”與手動建模相結合的方式來創建冷卻系統。首先通過“冷卻回路向導”創建冷卻系統。再手動修改冷卻系統，由于零件中存在小型腔，可以通過添加隔水板來提升冷卻效果。圖2-1-4瓶蓋的冷卻回路2.2成型窗口分析將分析序列改為成型窗口分析，確定最佳成型工藝參數，如圖2-2-1所示。結果顯示推薦熔體溫度為267.50℃，推薦模具溫度為66.67℃，推薦注射時間為0.1331s，最大注射壓力為180.00MPa。圖2-2-1瓶蓋的成型窗口分析2.3填壓保壓分析設置分析序列為填充+保壓，設置模具表面溫度為66.67℃，熔體溫度為267.50℃，流動速率為60cm3/s，填充體積為100%，保壓壓力為80MPa，其他工藝參數為默認值。經分析得填充時間為0.1372s，頂出時的體積收縮率最大為15.03%，最小為0.0664%，在填充和保壓過程中會出現熔接線。此外，還對流動前沿溫度、剪切速率、總體溫度、凍結因子、流動速率等進行了分析，結果如下圖2-3-1至2-3-4所示。圖2-3-1瓶蓋的填充時間分析圖2-3-2瓶蓋填充保壓分析圖2-3-3瓶蓋填充保壓分析圖2-3-4瓶蓋填充保壓分析2.4冷卻分析設置分析序列為冷卻分析，工藝參數同上填充保壓分析，得到分析結果如下，如圖2-4-1至2-4-3所示。圖2-4-1瓶蓋冷卻分析圖2-4-2瓶蓋冷卻分析圖2-4-3瓶蓋冷卻分析2.5翹曲分析設置分析序列為冷卻+填充+保壓+翹曲分析，設置工藝參數同上，其他參數默認。分別得到所有變形量以及由于冷卻不均、收縮不均、取向不均得到的變形量，分析結果如下圖2-5-1至2-5-4所示，比例因子為1。圖2-5-1瓶蓋翹曲分析，所有效應圖2-5-2瓶蓋翹曲分析，冷卻不均圖2-5-3瓶蓋翹曲分析，收縮不均圖2-5-4瓶蓋翹曲分析，取向效應由分析結果可知，導致產品翹曲的主要原因為收縮不均。2.6小結根據技術要求，對比模擬分析結果，得出結論。（下面結論不好）用MoldFlow軟件建模澆注系統和冷卻管路，進行成型窗口、流動保壓分析、冷卻分析、翹曲分析，確定了成型工藝參數和設計方案。采用一模四腔的方式進行CAE分析，通過進行不同選擇序列的分析可以得到：（1）通過MoldFlow優化分析，確定塑件最佳澆注位置區域，考慮制品的外觀要求設計了單澆口方案，經過分析確定了最佳澆口位置，有效避免了以往靠經驗確定澆口位置帶來的不確定因素，除去了模具設計與試模時的人力物力財力損耗，降低了生產成本，提高了生產效率。（2）通過MoldFlow分析，可以得到對修正帶齒輪零件的冷卻分析、填充保壓分析和翹曲分析，分析結果直觀，方便在實際生產過程中提前發現和解決問題，或者得到最佳方案。三、模具成型零件設計和壁厚的確定用Pro/E生成的模具的型腔和型芯、模具。建模整個模具的裝配草圖，如圖3-1所示。圖3-1瓶蓋裝配模型用ANSYS軟件進行力學分析下圖模具強度和剛度，確定模具的壁厚。在分析過程中設定一下參數：型腔最大壓力為180MPa，允許最大形變量為0.05mm，對上模進行分析。Ansys分析步驟如下：1.在ProE中打開上模，將其導出為stp格式；2.打開Ansys，選擇staticstructure，再點擊Geometry導入上模；3.用Mesh進行網格劃分，網格尺寸為2mm；4.選取底面為支撐面FixedSupport，在型腔內施加Pressure為180Mpa，方向朝內；5.在Solution中添加EquivalentStress,TotalDeformation,DirectionalDeformation（x方向）,DirectionalDeformation（y方向）,DirectionalDeformation（z方向）,EquivalentElasticStress；6.點擊Solve開始分析，得到以下結果，如圖表3-2至3-7。圖3-2型腔內壁所受的等效壓力（EquivalentStress）圖3-3型腔內壁的總變形量（TotalDeformation）圖3-4型腔內壁x方向的變形量（DirectionalDeformation-x）圖3-5型腔內壁y方向的變形量（DirectionalDeformation-y）圖3-6型腔內壁z方向的變形量（DirectionalDeformation-z）表3-7型腔內壁所受的最大應力和最大變形量最大應力MPa最大總變形量mmX方向最大變形量mmY方向最大變形量mmZ方向最大變形量mm843.310.0258650.0246990.0187030.025403由分析結果得，在形變量方面，總變形量以及在X、Y、Z軸方向的形變量最大值均未超過允許形變量0.05mm，所以所選材料的壁厚能滿足形變量的需求。在許用應力方面，分析結果得到最大許用應力為843.31Mpa，此時模具厚度為45mm。點評：沒有達到設計要求，須加大壁厚再進行分析。參考文獻［1］梁艷豐．注塑模結構設計要點分析［J］．中國科技縱橫，2010(9):21．［2］王昌，胡修鑫．注塑模具的先進制造技術綜述［J］．機床與液壓，2012，40(14):123－125．［3］王小明,趙明娟.Moldflow在注塑成型翹曲優化中的應用.塑料工業,39(4),49-51.［4］王倩儀．注塑模具技術分析與發展展望［J］．科技創新與應用，2015(18):128．［5］戚春曉,陳開源.基于Moldflow的紅酒開瓶器注射模設計[J].模具工業,2