气辅注射成型模具设计和CAE分析

气体辅助注射成型模具设计和CAE分析

摘     要

塑料产品和塑料模具工业在当前国民经济中占据重要地位，作为比较先进的气辅成型法对塑料产品质量的提升、成本的降低有着更为突出的优越性。本论文提出咖啡壶手柄的基于CAE分析的气体辅助注射成型模具设计，由于存在非常大的壁厚差异，且结构形状相当复杂，采用普通注塑工艺难以成型，所以必须采用气辅注射成型工艺。

本文为咖啡壶手柄设计了一副气体辅助注射塑料模具。设计过程中主要利用Pro/E、Moldflow和AutoCAD工具软件，充分发挥计算机辅助设计的优越性，实现了模具设计设想。作者首先分析塑件的结构工艺性，选择了单分型面模具，采用斜滑装置，并利用Pro/E模块完成了成型零部件的建模。然后，利用Moldflow对零件进行了CAE分析，得到一系列计算结果。并在这些计算结果的指导下，在Pro/E EMX模块中完成了模具的推出机构、导向机构和结构零部件等的建模。最后利用AutoCAD绘制了该副模具的总体装配图。总之，所设计的模具结构简单，机构运行可靠，所绘制的模具图纸对实际生产具有指导意义。

关键词：CAE  咖啡壶手柄  气体辅助成型  模具结构

目 录

摘要 i

Abstract ii

目录 iii

第一章  绪论 1

1.1  引言 1

1.2  气体辅助注射成型概述 1

1.3  气体辅助注射成型CAE应用现状与趋势 4

1.4  本文主要研究内容 6

第二章  咖啡壶手柄的三维建模 7

2.1  三维CAD软件的介绍 7

2.2  咖啡壶手柄三维造型 8

2.2.1  咖啡壶手柄结构分析 9

2.2.2  设计要点及流程 9

2.2.3  咖啡壶效果图 12

2.3  小结 12

第三章 气辅注射成型的CAE分析 13

3.1  Moldflow 软件简介 13

3.2  MoldFlow软件在气体辅助成型中的应用 14

3.3  分析前处理(气体辅助注射成型分析) 15

3.3.1  项目创建及模型的导入 16

3.3.2  模型的网格划分 17

3.3.3  网格缺陷修改 18

3.3.4  分析类型及顺序的设置 22

3.3.5  产品注塑原料的选择 23

3.3.6  一模—腔的布局 26

3.3.7  浇注系统的建立 26

3.3.8  气辅系统的建立 33

3.3.9  冷却系统的建立 35

3.3.10  工艺过程参数的设置 37

3.3.11  前处理完成 39

3.4  分析计算 39

3.5  结果分析及相关后处理 44

3.5.1  流动分析结果 44

3.5.2  冷却分析结果 47

3.5.3  翘曲分析结果 48

3.6 小结 50

第四章  气辅注射成型模具设计 51

4.1  改性PP相关知识 51

4.2  塑件工艺性分析 51

4.3  收缩率的选择 52

4.4  分型面的创建以及体积块的分割 52

4.4.1  分型面选取原则 52

4.4.2  创建分模面以及分割模具体积块 53

4.5  主流道的设计 55

4.6  浇口的设计 55

4.7  模架的设计 57

4.8  注射机型号的确定 61

4.9  导向与推出结构设计 62

4.9.1  导柱刚度校核 62

4.9.2  推出机构的设计 63

4.10  冷却系统的设计 64

4.11  模架库的意义和使用 65

4.11.1  EMX的功能 65

4.11.2  EMX的优点 65

4.11.3  开模模拟 66

4.12  小结 66

第五章  结论 67

参考文献 68

致  谢 69

外文原文