基于Moldflow的手机外壳注塑模流分析.doc

1、目 录文摘00英文文献00第一章 绪论001.1 注塑成型技术发展概况及趋势001.2 注塑成型技术的现状001.3 MoldFlow软件介绍001.4 本论文研究的目的及意义00第二章 注塑成型的理论基础002.1 MoldFlow采用的粘度模型002.2 充模过程的假设与简化2.3 充模流动方程2.4 冷却过程控制方程2.5 保压过程控制方程00第三章MoldFlow注塑模拟分析过程003.1 注塑选材003.2 所选材料的流变学性质3.2.1实验仪器及数据3.2.2 数据拟合结果003.3 注塑的制件3.3.1产品尺寸和外形3.3.2产品网格划分003.3.3网格的状态统计003.4 注

2、塑工艺参数3.4.1成型工艺参数设置3.4.2分析类型设置3.5 浇注系统创建3.5.1浇口位置3.5.2流道设计3.5.3浇口与流道网格划分3.6 冷却系统创建3.6.1冷却系统建模3.6.2冷却系统网格划分3.6.3设定冷却液入口第四章 模拟结果分析004.1 流动结果分析004.1.1充填时间004.1.2过程压力、锁模力随时间的变化004.1.3气穴位置004.1.4熔接痕004.2 冷却结果分析004.2.1 产品的上表面和下表面温度004.2.2冻结时间004.2.3 水路中冷却液的温度004.3 翘曲结果分析004.3.1 所有因素引发的变形004.3.2 收缩导致的变形00第五

3、章 实际生产应用实例005.1 正交试验介绍005.2 正交试验设计005.2.1选择正交试验表005.2.2成型参数值005.3 试验结果分析005.3.1正交试验结果005.3.2方差分析结果005.3.3分析结果小结00第六章 结论00致谢00参考文献00基于Moldflow的手机外壳注塑模流分析专业班级：高分子0502 姓名：赵育星 指导教师：王保志 职称：讲师摘要 塑料成型加工方法很多，包括注射成型、挤出成型、压制成型等。注射成型能一次成形状复杂、尺寸精确的制品，适合高效率、大批量的生产方式，己发展成为热塑性塑料最主要的成型加工方法。在成型过程中，工艺参数直接影响到模具内熔体的流动状

4、态和产品的最终质量，因此获取最优的工艺参数成为提高注塑制品质量的前提条件。本文使用Moldflow软件模拟整个注塑过程，该软件融合了一整套设计原理，可以评价和优化整个过程，可以在模具制造之前对塑料产品的设计、生产和质量进行优化。本着“优化设计”的理念，本例中，由于手机外壳为薄壁塑料制件，在成型过程中主要缺陷是翘曲变形和填充不足，因此选择“流动+冷却+翘曲”分析类型。首先分析了注塑行业的现状及趋势，其次分析了Moldflow软件模拟注塑过程的理论基础，然后使用软件进行模拟得出结果。最后针对结果使用正交试验优化了影响塑件翘曲的成型工艺参数，并提出了进一步优化的方法。如果Moldflow软件广泛应用

5、于注塑行业的模拟分析，必将达到提高注塑生产效率，提升产品质量，减少盲目调机，降低不良率，控制料耗，减少机位人手，降低成本，增强竞争力的目的。 关键词：Moldflow/MPI 手机外壳 冷却分析 流动分析 翘曲分析 正交试验Analysis of injection mold of the mobile phone shell based on MoldflowAbstract There are many methods in plastic forming , including injection molding, extrusion molding, suppression moldi

6、ng etc. Injection molding can shape a complex and precise size of products, and has developed into the most important method in thermoplastic processing. In the molding process, the process parameters directly affect the flowing of the polymer melt and quality of the final product,so it has becomed

7、a prerequisite to obtain the optimal injection molding processing parameters to improve product quality. Moldflow sofware can simulate the whole process of injection molding, it integrates a set of design principle and can evaluate and optimize the whole process. Moldflow provide users with a wealth

8、 of analysis types, users can select the appropriate type of analysis with the defective of parts. the defect is warpage and fill in the process of the shaping as a result of the thin-walled plastic mobile phone shell parts.So the type of analysis is Fill +Flow+ Cool+ Warp.First, we analyze the tren

9、d of the injection industry, followed by an analysis of the theoretical foundation of the Moldflow software, and then we use the software to simulate the results. Finally, acrossing to the results,we optimize the molding process parameters.If MoldFlow sofware can be widely used in the injection mold

10、ing industry,it must can enhance production efficiency,improve the quality of mobile phone shell, reduce the number of blind debugging machine,reduce the rate of non-performing, control consumption of material,reduce the number of people to operate the machines,reduce costs,enhance competitivenessKe

11、y words Moldflow/MPI Mobile phone shell Cooling Flow Warpage Orthogonal test第一章 绪论1.1 注塑成型技术发展概况及趋势近年来，我国塑料工业高速发展，塑料产品使用的领域越来越多，使用的比例也越来越大。保守估计，目前仅汽车行业就需要各种塑料制品200万吨，电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过2000万台，彩电的年产量己超过5000万台，到2010年，在建材行业，塑料门窗的普及率为30%，塑料管的普及率将达到50%。这些都会带动塑料工业的发展。塑料的加工方法很多，主要包括挤出、注塑、压塑和吹塑成型等，其中注塑成型技术在塑料

12、制品生产中的应用最为广泛，注塑制品约占塑料制品总量的30%左右，尤其是塑料作为工程结构材料的出现，注塑制品的用途已经扩大到国民经济的各个领域，并有逐步代替传统金属和非金属材料的制品的趋势。由于具有质量轻、比强度高、耐磨损、消音减振、电性能好、便于加工等特点,塑料注射成型技术在工业生产中将会得到了越来越广泛的应用,其相关的成型工艺参数及模具技术将成为CAD/CAE技术研究的热点领域，MoldFlow软件作为模流分析行业的最优秀的软件，必将得到广泛的应用。1.2 注塑成型技术的现状不同的工艺方案对注塑产品质量有明显影响。影响注塑产品质量的工艺参数很多,如果仅根据经验或者参考手册,难以做到综合考虑并

13、合理搭配,难以设计出最佳注射工艺方案。目前我国广泛采用经验加试模定工艺的方法，缺乏量化指标指导,经常会出现废品率高和质量不稳定等缺陷，不能适应现代生产对制品高质量和高效率的要求。而美国，日本，德国等一些发达国家大部分企业使用计算机辅助软件进行工艺分析，结果建立在科学的理论体系下，得到的产品质量好，生产效率高。日本使用普及率达75%以上，美国和德国在60%以上，而我国则不足10%。1.3 MoldFlow软件介绍Moldflow公司是专业从事注塑成型CAE软件和咨询公司，自1976年发行了世界上第一套流动分析软件以来，一直主导塑料成型CAE软件市场。近几年在汽车、家电、电子通讯、化工和日用品等领

14、域得到了广泛应用。Moldflow拥有大量专业的模拟分析工具，能够对绝大多数热塑性塑料和热固性塑料的注塑成型过程进行模拟，不仅可以模拟塑料制品成型过程中的充填、保压及冷却阶段，还能预测出制品成型后的缺陷，甚至能够分析纤维增强材料的流动过程，预测纤维的流动取向，对改善成型工艺，提高制品质量提供了科学的依据。Moldflow中的模拟分析工具主要有MPI/Flow模块、MPI/Cool模块、MPI/Warp模块、MPI/Stress模块、MPI/Shrink模块、MPI/Optim模块、MPI/Gas模块、MPI/Fiber模块和MPI/Reactive Molding模块。本文中使用Moldflo

15、w软件对设计的产品进行模具相关方面的设计和成型工艺方面的优化分析。1.4 本论文研究目的及意义在本例中，使用模流分析软件MoldFlow对一实例产品进行模拟分析，对产品进行完一系列的前期设计后，设置注射工艺参数，对产品进行流动、冷却、翘曲分析，得出结果，然后分析得到的结果，如果结果满意，则可以尝试着调整工艺参数进行进一步的优化，如果结果不合理，则必须重新调整注塑工艺参数，直至结果合理。通过该分析后进一步了解MoldFlow的分析流程，从而熟练地应用在实际生产中，比较精确的模拟注塑实验过程，在多次的模拟试验后快速高效的得到最优的成型工艺参数来指导生产。这篇论文的最主要目的就是解决实际生产问题。M

16、oldflow先如今还没有广泛应用于注塑成型工业，如果MoldFlow广泛的应用于注塑成型工业，那么它必将取代传统的凭经验或者手册确定成型工艺参数的方法。它可以科学合理的确定注塑成型工艺参数，减少实际生产中通过反复试验来确定合理的注塑参数的次数，降低产品的成型周期，节约成本，使我国的注塑成型工业有飞速的发展。第二章 注塑成型的理论基础2.1 MoldFlow采用的粘度模型普通注塑成型的熔体充模流动行为，已有很多商品化的CAE软件可以对其进行有效地分析与模拟，MoldFlow软件就是其中之一。注射成型过程中，非牛顿塑料熔体在模腔中做非等温瞬态流动，熔体一方面因与低温模具接触而快速冷却，另一方面因

17、高速剪切作用又产生热量，整个成型过程熔体同时承受着来自注射机的高压压力和模具的高速剪切，并伴随着熔体固化、体积收缩、分子取向和可能的结晶过程，成型过程相当复杂。因此注射成型越来越依赖于CAE分析技术，而开发分析软件的一个先决条件是明确熔体剪切粘度与温度、压力、剪切速率等诸因素的关系，建立材料的粘度模型。一般常用的模拟模型有幂率模型、5参数的Cross_WLF模型和7参数的Cross_WLF模型。5参数的Cross_WLF模型和7参数的Cross_WLF模型避免了幂率模型的缺陷，不仅可以描述高剪切速率时熔体的幂流变行为，而且可以描述在接近零剪切速率时的牛顿流变行为。同时这两种模型都是压力敏感模型

18、,都考虑了压力对粘度的影响。现代注射成型技术尤其是薄壳成型技术的出现,已使注射压力高达300MPa，如此高的压力对粘度有着极其重要的影响，高压作用下粘度明显增加,粘度模型中如不考虑压力对粘度的影响，模拟结果的误差将随着压力的提高而不断增大，因此Cross模型为多数流动模拟软件所采用。7参数的Cross_WLF模型适应的温度范围更广，能更准确地描述伴有冷却效应的熔体流动，特别是当温度接近玻璃化转变温度时，能更好地拟合粘度的迅速增加。MoldFlow软件采用的即是7参数的Cross_WLF模型。该模型的表达式为： （T，P）=0(T，P) 1+(0/*)1-n (2-1) 0(T，P)=D1exp

19、-A1(T-T) / A2+(T- T ) (2-2)A2=A 2+D3P (2-3)T =D2+D3P (2-4)这是一个由7个参数(n、*、D1、D2、D3、A1、A2)构成的粘度模型。T 是一个参考温度，通常被认为是材料的玻璃化转变温度，D1、A1、A2为模型常数，D2则对应着低压下的玻璃化转变温度，D3是压力影响系数，表示粘度的压力依赖性，其准确数值要通过特定的粘度测试方法和数据分析程序才能获得。虽然Cross模型已经被一些著名的CAE分析软件所使用，但是无论那一种粘度模型，都不能完全准确地描述熔体的流变行为。而且近年来出现的新型注射成型技术如薄壳成型技术，其成型过程的模拟对粘度模型精

20、度的要求更高。如薄壳成型技术模拟过程中要考虑压力对粘度的影响，甚至要求模型能够预测成型过程中的材料降解(材料降解影响粘度)，考虑表面张力和模具表面粗糙度对成型过程的影响。因此虽然薄壳成型过程模拟采用精度较高的Cross_WLF模型，但模拟结果和实际实验结果还存在一定的误差。目前，美国GE公司正在研究一个薄壳成型所特有的粘度模型，以进一步提高模拟精度。2.2 充模过程的假设与简化 鉴于大多数塑件都是薄壁件，故可认为熔体是在扁平型腔内流动，厚度方向的尺寸其它方向小，故可引入以下假设:(l)由于型腔厚度(z方向)远小于其它两个方向(x，y方向)的尺寸，且熔体的粘度较大，因此，可忽略z方向的速度分量(

21、w=0)，并且认为压力P是x，y的函数，沿z向不变，即P/Z=0。(2)在熔体流动方向(x，y方向)上，相对于热对流项而言，热传导项很小，可忽略不计。(3)在充模流动过程中，可认为熔体是不可压缩的，即.V=0。(4)忽略正应力，仅考虑剪切应力。(5)惯性力和质量力相对于粘性剪切力而言都很小，可忽略不计。(6)在充模过程中，熔体温度变化范围不大，可以认为熔体的比热容及导热系数为常数。(7)忽略模腔内壁的边界层效应。(8)忽略熔体前沿附近喷泉式流动的影响。2.3 充填流动方程注射成型CAE是根据连续介质力学、塑料加工流变学和传热学基本理论,建立塑料熔体在模具型腔中流动、传热的数学模型。对于厚度方向

22、尺寸远小于其他方向尺寸的薄壁塑件,可以使用基于非稳态、非等温条件下的Hele2Shaw流动模型，建立描述该过程的连续性方程、运动方程和能量方程。由这些方程加上描述材料特性的本构关系和适当边界条件可以准确描述注射成型充填过程。运用有限元/有限差分混合数值方法得到塑件在不同时间段压力场、温度场等的变化情况,从而模拟出实际生产情况。三维薄壁型腔充填分析的控制方程如下。连续性方程： (2-5)X方向上的动量方程： (2-6)y 方向上的动量方程: (2-7)能量守恒方程： (2-8) (2-9)式中, b 为型腔半厚，u、v 分别是 x 、y 方向的平均速度；、Cp、k、t 分别为密度、比热容、热导率

23、、时间,P、T 分别为熔体的压力和温度；、V分别表示黏度和剪切速率。2.4 冷却过程控制方程从实质上说，冷却阶段是恒定模腔体积、恒定制品重量下的冷却收缩与压力自然释放过程。对冷却阶段型腔压力和温度变化的研究是获得最佳成型加工参数和优质制品的重要途径，同时也为模具的设计提供重要的技术数据和理论依据，具有现实的指导意义。由于模腔内物料的温度、压力、比容的变化服从状态方程(即P一V一T关系)，在模壁的冷却作用下，沿模腔厚度方向(y方向)上存在着固化层和非固化层，同时考虑了压力对物料玻璃化温度的影响。基于这两方面的原因，采用了Tait状态方程，并作如下假定:(1)冷却过程为沿厚度方向的一维非稳态传热，

24、且导温系数为常数。(2)模壁温度保持不变。(3)模腔不发生变形，其体积恒定不变，且物料紧贴模壁。(4)沿厚度方向上同一高度的料层的压力、温度相等。(5)模腔内制品不出现缩孔、气孔等缺陷。因此，冷却阶段模腔内物料的压力和温度变化历程可由如下方程进行描述，模腔内物料沿厚度方向的温度变化控制方程为:T/t=(2u/y2) (2-10)初始条件：t=0，T=T0边界条件: y=士b，T=Tw；y=0，T/y =0式中，为聚合物材料的导热系数(m/s2)。模腔内物料的压力一比容一温度(P一V一T)关系的Tait状态方程为:V（T,P）=V0(T)1-C(1+P/A(T) (2-11)V0(T)=V+1(

25、T-T) (2-12)A(T)= 2exp(3,T) (2-13)式中，C为常数，V为物料的玻璃化温度。模腔内制品质量的控制方程为: M=Vb/ab(y，t)dy (2-14)式中，V为模腔体积(m3)；(y，t)为t时刻模腔内高度为y的料层的密度(m3/t)。M为制品质量(Kg)。沿模腔厚度方向的截面平均温度Tav为:Tav=0b(y，t)dy/0b dy (2-15)2.5 保压过程控制方程保压模拟的实质是求解可压缩、非牛顿流体的非等温流动问题,其分析原理与流动模拟类似于充填流动模拟中的推导,考虑熔体的密度、比热和导热系数的变化,可导出保压过程的控制方程为: (2-16) (2-17) (

26、2-18) (2-19)高保压压力能够降低产品收缩的机会,补充模穴的塑料越多,越可避免产品的收缩。但保压压力造成产品不均匀收缩,而导致产品的翘曲变形。对于薄壳件而言,由于压力影响更明显,这种情况会更严重。在较高的保压力下,可使制件得到较大的密度,使收缩率减小 ,表面质量提高。高中黏度塑料 (如聚碳酸醋、聚乙烯等 )的制品壁厚小、流程长、精度要求较高时,要求更高的保压压力。但保压压力过高,使制件残余应力增加,变形增大。第三章 Moldflow注塑模拟分析过程3.1注塑选材随着科技的进步和客户需求的变化，如今的电子产品逐渐变的更小，更强大，更美观，这种进步在日常生活使用的手机上便能体现出来。如今的

27、手机变的越来越小，外观越来越美观。除此之外，使用者一般还注重手机的耐久性能。用户一般不希望看到手机掉在地上就摔坏了。随着零部件变的越来越小，它的厚度也变的越来越薄。聚合物熔体在注塑过程中很难充满薄壁塑件模具的型腔中，所以塑件薄的部分在注塑中很难成型，由此而导致的问题就是在塑件薄壁部分会产生翘曲。由于翘曲问题的存在，通过注塑这种方法形成的该塑件是没有预想中的形状和尺寸的。最好的解决这种问题的方法就是选择合适的塑料材料和正确的注塑参数。部件厚度减少的同时，该部分的强度也降低了，这个问题可通过选择适当的耐久材料得到解决，但是选择的这种材料可能适合强度的需要，但是不符合部件外观的需要。综合考虑，本例使

28、用大赛璐化学工业有限公司生产的牌号为Novalloy S 1100的ABS/PC材料作为注塑材料。这种材料成型的产品不但强度高，而且成型后的制件产品外观也很美观。3.2 所选材料的流变学性质3.2.1实验仪器及数据熔体的流变数据是用日本岛津公司的CFT-500D型毛细管流变仪测定的，毛细管流变仪的工作原理如图3-1所示。图3-1 毛细管流变仪工作原理图熔体在流变仪料筒里保持恒温并被挤入内径为D、长为L的毛细管内,通过测量流量Q和压力降P的值即可得到剪切粘度，计算公式为9：表观剪切速率： (3-1)剪切应力： (3-2)表观粘度： (3-3)实验测得的原始经校正后见表温度剪切速率1/s粘度Pa-

29、s实验1253.31.99526656.289实验2253.312.5893593.507实验3253.325.1189546.297实验4253.339.8107505.358实验5253.379.4328430.513实验6253.3199.526315.723实验7253.3501.187206.295实验8253.31995.2691.3382实验9253.32511.8978.574实验10253.36309.5741.90233.2.2数据拟合结果Origin 7.5是美国OriginLab公司推出的数据分析和制图软件，是公认的简单易学、操作灵活、功能强大的软件，既可以满足一般用户

30、的制图需要，也可以满足高级用户数据分析、函数拟合的需要。因此也是本次实验数据分析中所采用的主要运算工具。用OriginPro 7.5软件对实验数据用最小二乘法拟合Cross-WLF七参数粘度模型，拟合结果如图3-2：图3-2 拟合结果对应材料的参数为：n=0.2532、*=111870、D1=1.80E+011、D2=417.15K、D3=0Pa、A1=28.27、A2=51.6K3.3 注塑的制件3.3.1 产品尺寸和外形在该分析中，使用手机外壳上盖作为分析实例。使用Pro/E 4.0软件设计出尺寸的外观。零件的尺寸为145mm60mm20mm。外形见图3-3。 图3-3 手机外观图3.3.

31、2 产品网格划分Moldflow MPI有三种网格类型，即中面网格（Midplane）、表面网格（Fusion）和实体网格（3D），根据不同的分析类型搭配网格。在本文的分析中，对手机外壳的划分采用表面网格，表面网模型是由三角形单元组成的，与中面不同，中面网格创建在模型壁厚的中间处，而表面网格创建在模型的上下表面，对于一般的薄壁塑件，都采用表面网格进行划分。而手机外壳为薄壁塑件，所以本例采用中面网格进行划分。3.3.3 网格的状态统计本例网格边长为5mm。由于在本文的分析中要对网格进行翘曲分析，所以网格纵横比要在20以内，模型的匹配率要大于85%，本文取最大纵横比为6，对划分好的网格进行修补处理

32、。通过调整和诊断后得到网格的状态，见表1。表1 网格状态三角形3912个交叉边0个节点2049个相交单元0个柱体121个完全重叠单元0个连通区域1个配向不正确的单元0个网格体积6.525cm3最小纵横比1.157000流道体积2.7111cm3最大纵横比5.979000网格面积142.157cm2平均纵横比2.391000自由边0个匹配百分比96.6%公共边5868个相互百分比97.2%3.4 注塑工艺参数3.4.1 成型工艺参数设置1，模具温度。模具表面温度，根据选择的材料（PC/ABS）的特性选择值为75。2，熔体温度。熔料温度，根据选择的材料的特性，选择温度为265。3，本例模拟采用“自

33、动控制方式”进行。4，速度/压力切换。速度和压力控制转换点的设置，在充填阶段，首先对注塑机的螺杆进行速度控制，等充填到某个状态时，将速度控制方式转变为压力控制。本例采用“充填体积%”来设置速度/压力切换点，当充填体积达到99%的时候进行速度与压力的切换。5，保压控制。保压及冷却过程中的压力控制。包括保压压力与充填时间。液压压力与时间、最大机器压力百分比、充填压力百分比与时间。本例采用充填压力百分比与时间的关系进行控制，保压压力为充填压力的80%，保压时间选择10s。6，开模时间。是指顶出产品时模具打开的时间。本文设置开模时间为5s。7，注射+保压+冷却时间。冷却分析使用这个值来定义模具跟塑料接

34、触的时间。本例采用软件自动分析。3.4.2 分析类型设置Moldflow的研发小组发现翘曲分析时，初始条件中假设料流温度是均匀的所得到的翘曲分析结果比假设模具温度是均匀的所得到的翘曲分析结果更准确。因此在做翘曲分析的时候首选的分析类型是冷却+流动+翘曲。冷却分析：用来分析模具内的热传递，主要包含塑件和模具的温度、冷却时间等。目的是判断制品冷却效果的优劣，计算出冷却时间，确定成型周期时间。流动分析：用于预测热塑性高聚物在模具内的流动。MPI模拟从注塑点开始逐渐扩散到相邻点的流动前沿，直到流动前沿扩展并充填完制品上最后一个点，完成流动分析计算。目的是获得最佳保压阶段设置。翘曲分析：用于判定热塑性材

35、料成型的制品是否会出现翘曲，如果出现翘曲的话，查出翘曲原因。3.5浇注系统创建3.5.1 浇口位置浇口是注塑成型模具的浇注系统中连接流道和型腔的熔体通道。浇口设计对注塑件质量的影响尤为重要。利用Moldflow/MPI分析软件，可以给用户提供最佳浇口位置的参考。MoldFlow给出的分析结果见图3-4。图3-4 最佳浇口位置根据MoldFlow的分析结果，在本例中设计了三种初始浇口方案，每种方案除了浇口位置不一样外，其余的工艺参数都一样。方案一，采用的为单一浇口，其浇口位置和充填结果如图3-5所示。图3-5 方案一充填结果方案二，采用对称的双浇口，其浇口位置和充填结果如图3-6所示。图3-6

36、方案二充填结果方案三，采用对称双浇口，其浇口位置和充填结果如图3-7所示。图3-7 方案三充填结果一般情况下，实际生产中的浇口位置设置在软件提示的最优区域内，但是聚合物熔体在薄壁模腔中的流动非常困难，当璧非常薄的时候，这种情况更加明显，这就需要更高的注射压力，但是压力太大，注塑机或许达不到要求，并且压力越大，成本越高。通过分析发现制件的上半部分没有充满，所以浇口应尽量往上放，但也要参考最佳注塑位置。因此方案三是合理的，在方案三成型工艺参数下，得到的结果也可以接受，这在下文分析中会涉及到。3.5.2 流道设计Moldflow软件提供了流道设计向导，可以根据模型自动设计流道，但是在本例中，我们使用

37、手工方式设计流道，手工设计的优点就是可以根据自己的需求设计主流道和分流道的长度、直径、角度等。流道设计见图3-8。 图3-8 流道设计3.5.3 浇口与流道网格划分对于设计的流道和浇口，必须要进行网格划分才能进行之后的计算与分析，设定单元网格边长为3，对于设计的流道和浇口进行网格划分。划分完成后对网格状态进行下统计，无误后即可。3.6 冷却系统创建3.6.1 冷却系统建模冷却系统的设计原则主要有两个:1，冷却系统对产品的冷却要均匀。2，冷却系统对产品的冷却要迅速。基于这两点来优化本例的冷却系统,从而达到使塑件快速、均衡冷却的目的,从而缩短注塑成型的冷却时间，提高生产效率,减少废品,增加经济效益

38、。本例采用手工创建冷却系统。水管的直径为10mm，水管与制品间的距离为10mm，管道数量为14条，管道中心之间的距离为22mm，管道超出制品边缘的距离为20mm。管道之间的衔接适用软管。冷却管布局如图3-9所示。图3-9 冷却系统3.6.2 冷却系统网格划分对于设计的冷却管，必须要进行网格划分才能进行之后的计算与分析，设定单元网格边长为15，对于设计的冷却管进行网格划分。划分完成后对网格状态进行下统计，无误后即可。3.6.3 设定冷却液入口一般系统分析的冷却液入口都在制品的边缘，本例中为了达到最佳的冷却效果，冷却液的入口设置在制品的中部，接近聚合物熔体先填充的区域，冷却液入口如图3-10所示。

39、图3-10 冷却液入口第四章 模拟结果分析4.1流动结果分析对于塑料注射成型来说,最重要的是控制塑料在模具中的流动方式。制品的许多缺陷,如气穴、熔接痕、短射乃至制品的变形、冷却时间等,都与树脂在模具中的流动方式有关。MPI/Flow通过对熔体在模具中的流动行为进行模拟,可以预测和显示熔体流动前沿的推进方式、填充过程中的压力和温度变化、气穴和熔接痕的位置等,帮助工艺人员找出缺陷产生的原因并加以改进工艺参数。4.1.1 充填时间充填时间为聚合物熔体从进入模具到充填满模具的时间。分析结果主要通过不同的颜色显示了熔接痕流动时的形状变化以及充模过程，查看该结果可以知道型腔是否充满，充模过程是否平衡等。充

40、填时间是一项非常重要的结果，从图4-1可以看出对称的两边充填时间相差不超过0.1s。总的充填时间为0.7500s。图4-1 充填时间一般注塑生产中，注塑时间不宜过长，因为随着注射时间的延长，塑料熔体的流动长度缩短。此结果可以通过两个方面进行解释:第一,由于注射时间的延长，相同注射量的熔体在模腔中流动的时间变长，熔体通过模腔壁损失的热量变多，熔体的表观粘度加大，故流动长度变小。温度与液体表观粘度的关系可由公式（4-1）表示：0=e(-0 ) (4-1)其 中 0一液体在温度为0时的表观粘度；一某一基准温度时的表观粘度； 常数，由实验测得。第二,由于注射时间变长，注射速度减小，熔体各层之间的剪切速率减小，导致粘度加大，最终使得流动长度减小。所以，在改善塑料熔体的充填性时，应尽量减小充填时间，这样也可显著提高生产效率。4.1.2 过程压力、锁模力随时间的变化这里的压力指的是进料口处的压力。压力随着时间的增加而变大，最大注塑压力出现在0.75s时间的时候，此时发生速度与压力的转换，这时候充填百分比为99.10%，之后进入了保压阶段，保压压力为72.77MPa，保压时间为10s。整个过程中最大锁模力为15.61吨。分析得到的最大注塑压力和最大锁模力为我们选择注塑机提供了参考。整