Moldflow模流分析PPT

• Fill 分析考察内容
• • • • • • • Fill time 看填充时间 Clamp force看最大锁模力（选设备） force看最大锁模力（选设备） Weld lines是否影响强度、外观（浇注系统设计、工艺设计） lines是否影响强度、外观（浇注系统设计、工艺设计） Air traps是否影响充填、烧焦（浇注系统设计） traps是否影响充填、烧焦（浇注系统设计） Shear rate, bulk不能超过材料的允许应力（材料库） bulk不能超过材料的允许应力（材料库） Sink index收缩因子 index收缩因子 Time to freeze 冷凝时间
2.
3.
本例采用的是表面网格划分
（一）网格划分的步骤 • 1 单击工具栏的 mesh,选 择下拉 菜单中的 generate mesh • 2 如右图，网格的大小取 3.5mm • 下面的合并容差用默认 的0.01即可，确定。
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3 进行网格状态统计：点击mesh 的下拉菜单 mesh statistics。 信息摘取如下： Entity counts:实体数，统计模型网格划分后 模型中各类实体单元个数 Gonnectivity regions:连通域的个数，统计网 格划分后模型内独立的连通域，其值应为1， 否则说明模型有问题 Free edges:自由边信息，指一个三角形或3D 单元某一边没有与其它单元公用，Fusion和 3D模型中不允许存在自由边（故本例中该 值应为0） 0 Elements not oriented:统计没有定向的单元数， 该值一定要为0 Surface triangle aspect ratio:三角形单元的纵 横比信息 Match ratio:单元匹配率信息（仅对Fusion类 型的网格）表示模型上下表面网格单元的相 匹配的程度。FLOW分析单元匹配率应大于 85%，低于50%无法计算。WARP分析单元 匹配率应超过85；低于则应重新划分。
一 任务
• • • • • 如图所示的罩壳制品，尺寸 为73mmX73mmX36mm,壁厚 为2mm. 该制品为罩壳，故对力学性 能，表面质量，精度可不做 高要求 练习内容及步骤： 1. 用Pro/Engineer来造型 2 .用Moldflow来进行分析， 优化设计以获得最佳浇注系 统，冷却系统以及工艺参数 进而提高产品生产效率和质 量。 3 .用Pro/Engineer来进行模架 装配
二 网格划分
• 网格划分的原则： • 通常可以采用简化的几何形状和较少 的单元进行初步分析，再根据需要逐 步加密网格（网格划分的越细，分析 的结果越准确，但所花费的时间也越 长） • 因此，可对应力变化急剧的部分划分 得细些，平缓的部分划分的网格粗些。
(一)网格类型
1. 中面网格（Midplane) 由三节点的三角形单元组成，网格创建在模型壁 厚的中间处，形成单元网格。 表面网格(Fusion) 也是由节点的三角形单元组成，与中面网格不同，它 是创建在模型的上下两层表面上。 实体网格 是由四节点的四面体单元组成，每一个四面体单元又是由四 个Midplane模型中的三角形单元组成的，利用3D网格可以精确的进行三 维流动仿真。
• 对于本制品，确定采用一模两腔进行注射分析。因模 腔的排布是对称的，且单个型腔划分的网格数已达到 约6600个。网格数多，分析进行的时间越长，对电脑 设备的要求高（曾经尝试过两腔全部建模划分网格之 后进行分析，一共13935个网格，分析从早10点到晚上 9点仍未完成），如下页图 • 解决的办法：将浇注系统的流道属性中occurrence number值设为2，表示一模两腔。如果是四腔，则设为 4。这样的设置会降低冷却，翘曲分析的精度。但可将 网格划分细些来弥补精度的下降。如下页图示
该处值为2
13935个 网格
冷却系统的设计
• • • 冷却系统可用向导创建，也可用先建 线，设置属性为冷却水管的方法来创 建，多数情况用后方法 图为用先建线的方法来创建翻水 受空间位置的限制，经实验采用这样 的水道可以加工出来，冷却效果也比 建圆形管道的好 建冷却水的原则： 制件厚小于2mm时，水管直径取 8~10mm；制件厚度小于4mm,取 10~12mm，制件厚小于6mm,取 12~15mm. 冷却管道之间的距离应小于管道直径 的3倍 制件与冷却管道之间的距离是管道直 径地~3倍
Warp翘曲分析 Warp翘曲分析
• • • • 一、指出最大变形量和最大变形方向。 二、找变形原因： 1) cool不均 cool不均 ( 增加冷管、合理布局) 增加冷管、合理布局) 2) shink不均 shink不均 (调充填速度、浇口位置) 调充填速度、浇口位置) 3) orientation取向 orientation取向 (修改流道系统 )
•
本次练习的目的
• 通过Moldflow的分析
• *熟悉Moldflow软件 • *明白运用Mlodflow分析的的整个操作过程 • *学会看分析报告，能够看明白各项分析结果对于制品的质量影响， 并进一步提出改善的方案 • *学会整理分析结果，制作分析报告
• 通过Pro/Engineer模具设计与装配
三 分析
• （一）选择分析类型 • 分析类型有：Gate location Fill • Flow Cool Molding window • Warp等 • 分析的顺序： Gate location （分析得到最佳浇口位置， 与经验相比较） Fill Flow+ Cool + Warp • 首先选择最佳浇口位置分析 如图所示
四 Gate lodation的分析结果
• 上图为分析的报告（片 段） • 下图为图示结果 • 由结果看出，两型腔的 最佳注射点在中间箭头 所指的位置 • 依据是如图中右侧坐标， 红色（1.000）部分是最 佳位置 下一阶段的分析可以此为浇 注位置依据
五 Fill 填充分析
• 目的：获得最佳浇注系统。 通过对不同浇注系统的对比 得出最佳浇口位置，浇口数 目，最佳浇注系统布局 • 设置：分析类型选择 Fill,浇 注系统的建立用系统向导进 行，工艺参数先按
4 网格处理
当产生Free edges （自由边信息）和 Elements not oriented不 为0时， 应进行网格修改。重新调 整纵横比之后一般需要 进行网格的修改。 一般常用到的网格处 理工具是：合并节点 （Merge Nodes) 插入 节点（insert node) 单 元定向(Orient Elements)
（二）选择材料
• 材料选择ABS F303（上 图） • 材料的有关性能如下图， 包括生产厂家，成型工艺 参数等。图示为成型工艺 性参数
（三）设置浇口的位置 Gate location(最佳浇口位置分析） 时不用安放浇口，其余的分 析类型必须设置之后才能进 行分析。可以Gate location的 结果作为参考。 • （四）成型工艺设置 • 如图所示 • 可以材料的成型工艺参数为 参考 • 初次分析时可先用系统默认 设置再依据结果进行调整
Cool冷却分析
• • • • • • 1) 2) 3) 4) 5) 6) Average temperature, part(在20℃范围内) Circuit coolant temperature（进出口温差＜5℃） Circuit Reynolds number（＞5000） Temperature (top), part（型腔与型芯温差＜20℃) Time to freeze, part（零件凝固时间） Circuit metal temperature（进出口温差＜3℃）
• *熟悉使用Pro/Engineer • *学会运用Pro/Engineer来造型 • *学会用Pro/Engineer的模架库来进行模具装配
Moldflow分析
• 一 分型面设计
• • • • • 分型面选择应遵循如下原则： ①便于制品顺利脱模和简化模具结构 ②尽可能使制品开模时留在动模一侧 ③分型面应开在断面最大处 ④分型面应尽可能不影响制品外观，应使产生的溢料易于清除或 修整 • ⑤便于模具零件的加工和保证塑料件的尺寸精度 • ⑥应有利于排气
• ⑦必须考虑注射机的规格
• 本制品应选择如 图所示的分型面。 • 以便于开模，注 射过程中产生的 气泡也由此分型 面排出比较有利， 对于制品的外表 面质量也比较有 利。
分析前的准备工作
• 一 输入模型
• 由Pro/e造出制品的模型，保 存成stl格式
•
将stl模型调入Moldflow中， 如图所示
Fill time
查看填充时 间 • 该浇注系统 的填充时间 为1.835 • 有此项也可 以看出塑料 熔体在型腔 内填充的整 个过程 •
Clamp force
• 看锁模力 • 由此看出注射整个 过程锁模力随时间 的变化情况。 • 最大锁模力15T， 故所选的注射机锁 模力必须大于15T
Weld lines
改进后的分析 （目的是提高生产效率）
• 改进后的浇注系统 如右图 • 这样的浇注位置所 得制品的熔接痕集 中于制品中间的型 心，对于罩盖来说 要比在外表面的好。 经改进，气穴位置 集中与分型面，利 于排气，不易引起 浇不足，可降低注 射压力。如此，制 品的质量得到提高
经过上面的分析之后，确定采用上面确定 的浇注系统
•
③利用顶杆排
气
结论
由以上各项看出，本次分析的结果并不理想，浇注系统 设计的不合理，熔接痕明显，气泡多，这些都影响制品 的质量。因此，必须对浇注系统进行改进。目的是提高 生产效率，其中最重要的是缩短成型周期的各部分时间 （注射，保压，冷却，开模，取件各部分时间），但必 须考虑制品的质量 以下分析改进后的模型，为进行其他分析，建立了冷却 系统。
• 下面进行充填，冷却，翘曲分析。
• • • • • • • • • • Flow分析 1) Clamp force看最大锁模力（选设备） 2) Weld lines是否影响强度、外观（浇注系统设计、工艺设计） 3) Air traps是否影响充填、烧焦（浇注系统设计） 4) Frozen layer fraction看浇口凝固时间（成型周期） 5) Pressure at fill/pack switchover最大注射压力（工艺） 6) Shear rate, bulk不能超过材料的允许应力（材料库） 7) Sink index收缩因子 8) Temperature顶出温度（低于Ejection temperature） 9) Volumetric shrinkage体积收缩（模具设计、工艺、选材）
• 由显示的结果 可见，采用这 样的浇注系统 其熔接痕不理 想，影响制品 的质量。 改善：①提高熔体温
度和模具温度② 增加螺杆速率③ 改进浇注系统的 设计
Air trap
• 图中黑点处即 为气穴，气穴 多质量下降， 会引起浇注不 足 改善方法：① 平衡流长②修 改浇注系统， 使制件最后填 充位置位于容 易排气的区域
第二部分 Moldflow 分析部分报告
• 报告人：蒙洪杰 （学号********） 报告人： 学号******** ********） • 班 级：材料成型与控制工程**班 材料成型与控制工程** **班
前言
模具是一切生产制造的根本！ 随着科技的进步和社会的发展， 产品对模具的要求愈来愈高，传统的模具设计与制造方法已不能 再满足产品的更新与质量提高要求。 • 近十年来，模具CAD/CAE/CAM在提高产品更新与质量提高方 面起了重要作用，并得到了广泛的应用。现代先进的模具设计与 制造经历了由计算机辅助设计 计算机辅助分析（优化） 计算 机辅助制造的过程。 • 本次练习采百度文库了由造型软件Pro/Engineer来设计出塑料产品模型， 再由分析软件Moldflow来分析设计并优化出塑料制品的浇注系统， 冷却系统，注射工艺参数。最后再由Pro/Engineer来设计出该制品 的凸凹模， • 并由Pro/Engineer来进行模架装配。 •