注射模具设计实验报告 完整
注射模具设计实验报告
1、实验目的
了解注射模的设计内容、步骤及准则。 掌握运用CAD软件进行注射模设计。
初步认识注射成形工艺的重要性及CAE的作用，掌握CAE分析软件的主要功能及应用流程。 2、实验意义
通过CAE的分析和比较，获得最优的成形方案。 完成经过CAE软件成形分析改进后的模具设计。 3、实验设备 计算机
华塑CAE软件
UG-MOLDWIZARD软件 4、实验内容
设计出制作手机壳的模具
(一) CAE设计部分
1.1 充模设计
1) 方案1
设计结果：
图1-1-1 充模设计方案1
工艺条件说明：采用四个浇注点 充模工艺条件
数 据 项
充模时间(s) 保压压力(MPa) 熔体温度(℃) 模具温度(℃) 空气温度(℃)
0.69 1.4e+002 2.3e+002 40 20
数 据
该方案的优点：
1. 优点1：浇道和冷却流道都对称。结构简单，易于加工和保证质量。 2. 优点2：模具生产成本低。 该方案的缺点：
1. 缺点1：浇道多，故冲模时间长。
2. 缺点2：采用两个浇道口，故两端温度场分布不均匀。
分析结果：
充模分析结果
数据项
充模时间(s) 浇口数量(个) 最大浇口进料差(%) 熔体最大温差(℃) 最大注射压力(MPa) 最大剪切力(MPa) 最大剪切速率(1/s) 熔合纹&气穴
0.69 4 2.016 1.3e+002 53 0.39 5e+004
数据
评价
说明/建议
保压分析结果
数据项
数据
评价
说明/建议
保压时间(s) 各浇口凝固时间(s) 最大收缩指数 密度范围(Kg/m) 最大锁模力(KN)
3
20
1:3.8s; 2:5.8s; 3:3.8s; 4:5.8s; 0.02
1027.79 -- 1071.51 1e+003
充模分析结果图片
图5-1 流动前沿（最后时刻）
图5-2熔合纹
图5-3气穴
图5-4流动结束时温度场
图5-5流动结束时压力场
图5-6流动结束时剪切力场
图5-7流动结束时剪切速率场
图5-8锁模力曲线
图5-9收缩指数
图5-10密度场
图5-11制品厚度
图5-12流前温度场
图5-13凝固层厚度比
图5-14充填浇口
分析结果说明：按键周围的温度较高，温度场分布不均匀，剪切力较大，故有较多的裂纹和气穴，翘曲现象比较明显。
2) 方案2
设计结果：
工艺条件说明：采用两个浇注点
数 据 项
充模时间(s) 保压压力(MPa) 熔体温度(℃) 模具温度(℃) 空气温度(℃)
0.68 1.4e+002 2.3e+002 40 20
数 据
该方案的优点：
1. 优点1：温度场分布均匀。 2. 优点2：浇道少，冷却速度快。 该方案的缺点：
1. 缺点1：冷却水管多，加工困难，且充型结束后收缩大 2. 缺点2：生产成本高。
分析结果：
充模分析结果
数据项
数据
评价
说明/建议
充模时间(s) 浇口数量(个) 最大浇口进料差(%) 熔体最大温差(℃) 最大注射压力(MPa) 最大剪切力(MPa) 最大剪切速率(1/s) 熔合纹&气穴
0.66 2 0.001105 1.4e+002 58 0.43 4.4e+004
保压分析结果
数据项
保压时间(s) 各浇口凝固时间(s) 最大收缩指数 密度范围(Kg/m) 最大锁模力(KN)
3
数据
20
1:4.3s; 2:4.3s; 0.02
1028.09 -- 1071.40 1e+003
评价
说明/建议
充模分析结果图片
图5-1 流动前沿（最后时刻）
图5-2熔合纹
图5-3气穴
图5-4流动结束时温度场
图5-5流动结束时压力场
图5-6流动结束时剪切力场
图5-7流动结束时剪切速率场
图5-8锁模力曲线
图5-9收缩指数
图5-10密度场
图5-11制品厚度
图5-12流前温度场
图5-13凝固层厚度比
图5-14充填浇口
分析结果说明：由对比可知方案二注射压力大，温度分布均匀，按键周围的裂纹和气穴少一些。
综合以上比较及分析结果，提出优选方案：方案二
1.2 冷却设计
1) 方案1
设计结果：
图1-2-1 冷却设计方案1
工艺条件说明:一个参考面平行布置四条冷却水管
冷却工艺条件
数 据 项
室内温度(℃) 熔体温度(℃) 顶出温度(℃) 开模停留时间(s) 冷却时间计算方式 用户指定: 冷却时间(s) 系统优化: 可顶出面积比(%)
20.00 230.00 79.00 4.00 0 95.00%
数 据
该方案的优点：
1. 优点1：冷却水管少，结构简单，节约原料 2. 优点2：模具生产成本低，设计的自由度大 该方案的缺点：
1. 缺点1：冷却速度慢，时间长 2. 缺点2：生产效率低
分析结果：
数据项
冷却时间(s) 制品温度区间(℃) 制品平均温度(℃) 稳态温度场均方差(℃) 可顶出面积百分比(%) 制品热流密度区间(W/m) 型芯型腔温差区间(℃) 型芯型腔平均温差(℃) 制品中心面温度区间(℃) 制品截面平均温度区间(℃) 制品单元冷却时间区间(s)
2
数据
10.00 [26.7, 70.6] 45.26 6.49 96.67
[-23874.5, 37682.5] [-32.1, 31.6] 6.58 [38.4, 144.0] [37.9, 112.3] [0.6, 13.6]
评价
说明/建议
冷却分析结果（图片）
图6-1 稳态温度场
图6-2 热流密度场
图6-3 型芯型腔温差场
图6-4 截面平均温度场
图6-5 中心面温度场
图6-6 冷却时间场
图6-7冷却介质温度场
图6-8 冷却介质速度场
图6-9 冷却介质雷诺数场
图6-10 可顶出区域
分析结果说明：采用四条冷却水管，故制品的平均温度高，单元冷却时间长，温度场分布比较均匀。
2) 方案2
设计结果：
工艺条件说明:一个参考平面布置八条冷却水管
冷却工艺条件
数 据 项
室内温度(℃) 熔体温度(℃) 顶出温度(℃) 开模停留时间(s) 冷却时间计算方式 用户指定: 冷却时间(s) 系统优化: 可顶出面积比(%)
20.00 230.00 79.00 4.00 0 95.00%
数 据
该方案的优点：
1. 优点1：冷却速度快，制品温度低
2. 优点2：冷却时间较短，成型率高，生产效率高 该方案的缺点：
1. 缺点1：管道多而结构复杂，工艺参数难以控制 2. 缺点2：成本高，设计复杂
冷却分析结果
数据项
冷却时间(s) 制品温度区间(℃) 制品平均温度(℃) 稳态温度场均方差(℃) 可顶出面积百分比(%) 制品热流密度区间(W/m) 型芯型腔温差区间(℃) 型芯型腔平均温差(℃) 制品中心面温度区间(℃) 制品截面平均温度区间(℃)
2
数据
9.00 [35.3, 69.8] 47.40 8.09 95.44
[-21836.5, 40568.1] [-29.0, 28.8] 9.56 [39.8, 156.9] [39.1, 122.4]
评价
说明/建议
图6-1 稳态温度场
图6-2 热流密度场
图6-3 型芯型腔温差场
图6-4 截面平均温度场
图6-5 中心面温度场
图6-6 冷却时间场
图6-7冷却介质温度场
图6-8 冷却介质速度场
图6-9 冷却介质雷诺数场
图6-10 可顶出区域
分析结果说明：冷却管道多，故冷却速度快，制件的各部分温度分布比较均匀，温差小，缺陷也随之减少。
综合以上比较及分析结果，提出优选方案：方案二
（二） CAD设计部分
2.1 分型面设计
设计结果：
图2-1-1 分型面设计结果
设计依据说明：先创建分型线，分型后进行补片，沿Z轴选择顶出方向，沿-X方向指定拉伸第一点方向，缝合分型面 ，分型面的位置必须开设在制件断面轮廓最大的地方，才能使制件顺利地从型腔中脱出.
2.2 成形零部件结构设计
成型零件包括型腔，型芯，镶块，各种成型杆等。 设计结果：
图2-2-1 成形零部件设计结果
设计依据说明：型腔应该有足够的壁厚来支撑压力，而制品的形状主要有型芯和型腔确定，其他部件如复位杆，顶出杆可以通过调用标准件并修改相关参数得到。
2.3 模架设计
设计结果：
图2-3-1 模架设计结果
设计依据说明：模架包含动模座板，定模座板，定模板，模脚，推板及推板固定板，复位杆，导柱导套等，它们的设计均通过调用标准件得到。而模架的宽度和厚度都需要合理设计。
2.4 浇注系统设计
设计结果：
图2-4-1 浇注系统设计结果
设计依据说明：浇注系统主要由浇口，定位圈，主流道衬套，主流道，分流道等组成。各部件采用标准件完成。
2.5 抽芯机构和滑块设计 2.6 顶出、脱模机构设计
设计结果：
图2-6-1 顶出、脱模机构设计结果
设计依据说明：制品保证不变形，有良好的外观。
2.7 冷却系统设计
设计结果：
图2-1-1 冷却设计结果
设计依据说明：本实验冷却系统采用两端连通的通口形式并加上外延水管接头，其设计较为简单，便于加工。管道的具体参数和尺寸可根据实际情况来定。
2.8 模具总装图
设计结果：
）
图2-1-1 模具总装图（爆炸视图）
设计依据说明：整个模具设计完成后，可以通过创建爆炸视图的方式来观察
模具各部分的装配情况，使模具的结构信息更加清晰。
3 对本实验的意见和建议（选做）
时间很紧，做的时候基本按照老师说的做了，过后很容易忘记。实验所使用的UG版本和我们平时使用的不一样，导致软件难以安装、无法使用。系统也不一样，我们大多是windows7系统的，操作不易。加上处于考试周期间，实验也太多，做的不好请老师多包涵。
文华学院材料102
[1**********]7
彭佳丽