材料成型CAE论文（Moldflow注塑工艺分析）
姓名：郭玲玲
学号：20060330332
在Moldflow Plastic Insight 6.0环境中，运用MPI的各项菜单及其基本操作，来实现对所选制件在注塑成型过程中的填充、流动、冷却以及翘曲分析，以此来确定制件的最佳成型工艺方案，为工程实际生产提供合理的工艺设置依据，减少因工艺引起的制件缺陷，有助于降低实际生产成本，提高生产效率。
一、导入零件
导入文件guolingling.stp。
选择【Fusion】方式。
二、划分网格
【网格】—【生成网格】—【立即划分】
三、网格诊断
【网格】—【网格诊断】，诊断结果如下：
图1、网格诊断
对诊断结果进行检查，发现连通区域为1，交叉边为0，最大纵横比为7.218616<8，均符合要求，网格划分合理。
四、选择分析类型
1、浇口位置
1)双击任务栏下的【充填】—【浇口位置】；
2)选择材料：双击任务栏下的【材料……】—【搜索】—输入“ABS”
—搜索—在结果中任选一种材料，点击【选择】即可；
3)双击任务栏下的【立即分析】。
在分析结果中勾选：Best gate location，查看最佳浇口位置，如下图：
图2、最佳浇口
由最佳浇口位置分析结果可以知道，浇口设在零件上表面的中间
部位，零件的注塑工艺效果好。
可采用直接浇口。
2、流动分析
1)设置注射位置：设置之前，先将方案备份。
【文件】—【另存方案为】。
双击任务栏下的【设置注射位置】—鼠标变成一个十字光标和一漏
斗形状，然后在上一步分析中的最佳浇口位置处单击，即可完成注
射点的设置；
2)选择分析类型：双击任务栏下【浇口位置】—【流动】；
3)设置浇注系统：【建模】—【浇注系统向导】，设定直浇道、横浇道、
内浇道的尺寸，各浇道尺寸均采取的默认值。
根据制件的形状特征
以及最佳浇口位置，采用直接浇口。
4)双击任务栏下的【立即分析】。
查看分析结果中的“pressure at V/P swithover”项，发现出现了浇不足的现象，经分析是由于注射压力过小所引起的，只需增大注射压力即可。
在【工艺条件设置】中将【注射压力】增大到250MPa，进行流动分析，其结果如下
图3、填充时间
在填充时间的结果图示中，浇口两侧方向上的填充时间在0.5s~1.1s 内变化，相差的时间0.6s，基本可以接受。
图4、填充/保压转换点压力
上图为填充/保压转换点压力。
之前采用默认注射压力120MPa，可以发现零件的下部有未填满缺陷，增大注射压力之后，零件完全被填充满了。
图5、流动前沿温度
图示为流动前沿温度。
合理的温度分布应该是均匀的，即这个模型的温差不能太大。
本模型的温度最大最小差值为1.0℃，温度的差异不大，符合要求。
图6、气穴位置
图示为气穴位置。
气穴的数量稍微有些多，但是均位于分型面和零件的下端，气体很容易从模腔中排出。
不会造成制件出现气泡、焦痕等缺陷。
说明浇口位置设置合理。
图7、锁模力
图示为锁模力随时间的变化。
由此可以看出压力机提供的锁模力不能低于图示锁模力的上限值，选择压力机时应该注意锁模力的大小。
3、冷却分析
1)选择分析类型：选择类型之前先将方案备案：【文件】—【另存方案
为】；然后双击任务栏下【流动】，选择【冷却】，【确定】。
2)设置冷却水道：【建模】—【冷却系统向导】，通过此向导具体的设
置如下：冷却水管的直径：6
水管与产品之间的距离15
水管相对于产品的排列方向：沿X轴向
水管的条数：2
水管的间距：70
超出产品边界的距离：20
参数设置完成后，单击【完成】系统便自动生成所需的水管；
3)立即分析：双击任务篮下的【立即分析】。
冷却分析结果如下：
图8、制件平均温度
图示为制件平均温度结果图。
该结果的最大最小温度之间的差异应尽量小，即温度分布应当均匀。
此温差为：44.08℃-34.08℃=10℃，温差较小，符合要求。
图9、冷却剂温度
图示为冷却剂温度结果图。
冷却剂的入口和出口温度应当控制在2℃~3℃之内，如果超出了这个值，则应当通过增大冷却管道直径、降低冷却剂温度或者修改冷却系统布局的方法进行改善。
在本模型中，由于零件太小，冷却剂的温度差值很小。
冷却系统参数默认值设置情况下，得到的冷却剂温差只有0.1℃。
经分析，将冷却水管的直径改为最小值6，产品的距离和水管条数均改小，将水管间距拉大，经分析得到上图所示的温度差：25.34℃-25.01℃=0.3℃。
图10、冷却管道管壁温度
图示为冷却管道管壁温度结果。
冷却管道管壁温度为27.11℃。
图11、制件冷却时间
图示为制件冷却时间结果图。
冷却时间最长为4.649s，最短的为
3.414s，冷却时间的差值为
4.649s-3.414s=1.235s，差值较小，基本
可以认为制件是均匀冷却的。
图12、流道冷却时间
图示为流道冷却时间结果，制件的冷却程度结合冷流到的冷却程度关系到制件是否能被顶出。
由图示可知流道冷却时间为46.08s。
4、翘曲分析
1)选择分析类型：将方案备份。
双击任务栏下【冷却】，选择【流动+
冷却+翘曲】;
2)立即分析：双击任务栏下【继续分析】。
分析结果如下：
图13、综合因素引起的总体偏差
图示为制件整体上的翘曲情况，该制件存在轻微的翘曲变形，原因可能是冷却剂的温度差太小，制件的温度差异偏大引起翘曲。
以下是制件分别在X、Y、Z三个方向上的翘曲情况。
图14、综合因素引起的X方向上的偏差
图15、综合因素引起的Y方向上的偏差
图16、综合因素引起的Z方向上的偏差五、总结
该零件的结构形状相对较简单，其注塑成型工艺也相对较简单，运动Moldflow软件进行填充、流动、冷却和翘曲分析，其中填充分析可以确定制件的最佳浇口位置，进而辅助设计最佳浇注系统；流动分析可以帮助我们获得最佳保压阶段设置，从而尽可能的降低由保压引起的制品收缩、翘曲等质量缺陷；而通过冷却分析的结果可以用来判断制件冷却效果的好坏，根据冷却效果还可以计算出冷却时间的长短，确定成型周期所用时间；而翘曲分析则是为了进一步检查制件最终成形后的尺寸合格情况，通过各个方向上的偏差，来检查前面的流动、冷却条件设置的合理程度。
在使用软件进行分析的过程中，遇到两个大问题：
(一)流动分析
在流动过程分析中，第一次设置了浇注系统后，在分析结果图中发现零件的侧壁靠下部位有一部分没有填充，也即零件未填满。
检查浇口位置是在最佳浇口处，根据零件形状结构，浇注系统采用直接浇口合理，排除了浇注系统设置引起的浇不足，接着就从成型工艺设置上分析，发现系统默认的注射压力120MPa偏小，是制件填充不满，于是就将注射压力调整为200MPa，再进行分析，发现不存在浇不足的情况。
(二)冷却分析
在冷却分析过程中，第一次设置的冷却系统分析结果中，发现冷却剂的入口出口温度差过小，仅有0.1℃。
经过分析，冷却管道是用来冷却制件的温度，平衡制件以及模具型腔温度，实现均匀冷却，缩短制件成型周期，提高生产效率。
而冷却水道入口出口温差即反映了冷却系统的冷却效果，即冷却管道所吸收的热量情况。
要想使这个温差增大，需要使冷却管
道吸收更多的温度，也即可以使冷却管道更贴近制件表面，冷却管道的直径取的更小。
在对这一系列的条件不断修改中，将冷却剂进出口的温差变为了原来的3倍，提高到0.3℃。
鉴于对软件运用的熟练程度，以及对各个功能的作用了解深入，在解决了以上两个问题后，该制件的分析基本上顺利。
分析结果基本上还算合理。
但是，由于是找的零件，没有相关的技术和工艺要求，在分析过程中，由很多参数的设置都是采取的默认值。
在今后的课程设计以及毕业设计中，可以根据制件的材料，技术和工艺要求来对压流动冷却过程中的各个参数进行准确设定，更进一步完善制件的分析。
