- AutoCAD Moldflow UG MoldWizard 模具開發4合1
- 萬書斌
- 4126字
- 2020-07-23 18:27:02
2.2 前期準備與分析
手機后殼模型,對尺寸精度要求較高,而且屬于大批量生產產品,所以采用熱流道模具成型。產品結構已經確定,不再更改。預先假設進澆位置,希望借以Moldflow模流分析幫助改善產品的常見缺陷。
2.2.1 前期準備
Moldflow分析的前期準備工作主要有以下幾點:
● CADdoctor模型簡化
● 新建工程并導入UDM模型
● 創建網格
1.CADdoctor模型簡化
① 啟動CADdoctor 2018。執行【文件】|【從Design Link導入】命令,導入本例素材文件“手機后殼.x_t”,如圖2-2所示。

圖2-2 導入x_t模型文件
② 在【主菜單】面板的【形成】選項卡下選擇【轉換】模式,在【外】列表中選擇【Moldflow UDM】目標系統文件。然后單擊【檢查】按鈕,錯誤類型列表中列出模型中所有的錯誤,如圖2-3所示。
③ 經過檢查后,發現模型出現一些錯誤需要修復,如圖2-4所示。單擊【自動修復】按鈕,系統自動對模型進行修復,得到如圖2-5所示的完美修復結果。

圖2-3 執行檢查

圖2-4 自動修復

圖2-5 修復結果
④ 再選擇【簡化】模式,在列出的特征種類中選擇【圓角】這一項,并修改其閾值為“1”,如圖2-6所示。

圖2-6 修改圓角的閾值
⑤ 然后單擊【檢查所有模型】按鈕,系統自動檢查模型中的所有圓角,并在模型中以粉紅色顯示所有符合條件的圓角,如圖2-7所示。
⑥ 在下方【導航】面板的【編輯工具】工具條中單擊【移除所有(圓角)】按鈕,刪除所有半徑為1mm之內的圓角特征。
⑦ 再次切換到【轉換】模式,導出UDM結果文件。

圖2-7 檢查所有符合條件的圓角
2.新建工程并導入UDM模型
① 啟動Moldflow 2018,然后單擊【新建工程】按鈕,彈出【創建新工程】對話框。輸入工程名稱及保存路徑后,單擊【確定】按鈕完成工程的創建,如圖2-8所示。
② 在【主頁】選項卡下單擊【導入】按鈕,彈出【導入】對話框。在本例模型保存的路徑文件夾中打開“手機殼.udm”,如圖2-9所示。

圖2-8 創建工程

圖2-9 導入模型
③ 隨后彈出要求選擇網格類型的【導入】對話框,選擇“雙層面”類型作為本案例分析的網格,再單擊【確定】按鈕完成模型的導入操作,如圖2-10所示。
技術要點
對于厚度在5mm以下的非均勻厚度薄殼產品,優先采用“雙層面”網格類型。
④ 導入的UDM模型如圖2-11所示。

圖2-10 選擇網格類型

圖2-11 導入的UDM模型
3.創建網格
① 在【主頁】選項卡的【創建】面板中單擊【網格】按鈕,打開【網格】選項卡。
② 在【網格】選項卡的【網格】面板中單擊【生成網格】按鈕,工程視窗的【工具】選項卡中顯示【生成網格】選項板。
③ 設置“全局邊長”的值為“1”,然后單擊【立即劃分網格】按鈕,程序自動劃分網格,結果如圖2-12所示。

圖2-12 劃分網格
技術要點
網格的邊長值取決于模型的厚度尺寸、網格的匹配質量及模型的形狀精度。一般為制件厚度的1.2~2.5倍,足以保證分析精度。
④ 在【網格診斷】面板中單擊【網格統計】按鈕,然后再單擊【網格統計】選項板的【顯示】按鈕,系統自動對網格進行統計,【網格信息】對話框,如圖2-13所示。

圖2-13 網格統計
⑤ 從網格統計結果看,網格的匹配百分比系數達到90.2%,質量是相當好的,其他缺陷也沒有出現,完全滿足分析需求。
2.2.2 最佳澆口位置分析
最佳澆口位置分析包括選擇分析序列、選擇材料、工藝設置等步驟。
1.選擇分析序列
① 在【主頁】選項卡的【成型工藝設置】面板中首先選擇【熱塑性注塑成型】分析類型,然后單擊【分析序列】按鈕,彈出【選擇分析序列】對話框。
② 選擇【澆口位置】選項,再單擊【確定】按鈕完成分析序列的選擇,如圖2-14所示。

圖2-14 選擇分析序列
2.選擇材料
① 在【成型工藝設置】面板中單擊【選擇材料】按鈕,或者在任務視窗中執行右鍵菜單【選擇材料】命令,彈出【選擇材料】對話框,如圖2-15所示。

圖2-15 選擇材料
② 對話框中的“常用材料”列表中的材料簡稱PP,為系統默認設置的材料。而手機后殼的材料為PC,因此需要重新指定材料。單擊【指定材料】單選按鈕,然后再單擊【搜索】按鈕,彈出【搜索條件】對話框。
③ 在【搜索條件】對話框的【搜索字段】列表中選擇【材料名稱縮寫】選項,然后輸入子字符串“PC”,勾選【精確字符串匹配】復選框,再單擊【搜索】按鈕,如圖2-16所示。

圖2-16 指定搜索條件
④ 在隨后彈出的【選擇熱塑性材料】對話框中按順序來選擇第1種材料,然后單擊【細節】按鈕查看是否為所需材料,如圖2-17所示。

圖2-17 查看材料
⑤ 無誤后單擊【選擇】按鈕,即可將所搜索的材料添加到“指定材料”列表中,如圖2-18所示。最后單擊【確定】按鈕完成材料的選擇。
3.工藝設置
① 在【主頁】選項卡的【成型工藝設置】面板中單擊【工藝設置】按鈕,彈出【工藝設置向導-澆口位置設置】對話框,如圖2-19所示。

圖2-18 完成材料的選擇
② 對話框中主要有2種參數需要大家設置:模具表面溫度和熔體溫度。設置模具表面溫度為95,設置熔體溫度為305,選擇【高級澆口定位器】選項,最后單擊【確定】按鈕完成工藝設置。

圖2-19 工藝參數設置
③ 在【分析】面板中單擊【開始分析】按鈕,程序執行最佳澆口位置分析。經過一段時間的計算后,得出如圖2-20所示的分析結果。

圖2-20 分析完成
④ 在任務視窗中勾選【流動阻力指示器】復選框,查看流動阻力,如圖2-21所示。從圖2-21中可以看出,阻力最低區域就是最佳澆口位置區域。

圖2-21 流動阻力
⑤ 勾選【澆口匹配性】復選框,同樣也可以看出最佳澆口位置位于產品何處,如圖2-22所示。匹配性最好的區域就是最佳澆口位置區域。

圖2-22 查看匹配性
⑥ 最佳澆口位置分析后,系統會在工程視窗中自動生成一個新方案項目。在工程視窗中雙擊“手機后殼_study(澆口位置)”子項目,即可查看注射錐,如圖2-23所示。

圖2-23 查看最佳澆口位置的注射錐
2.2.3 創建一模兩腔平衡布局
本例手機后殼熱流道模具的型腔布局為一模兩腔,下面在Moldflow中創建一模兩腔的平衡式布局。
① 在工程視窗中選擇“手機殼_study(澆口位置)”方案,進行復制并重命名,如圖2-24所示。
② 雙擊新方案,進入到該方案任務中。

圖2-24 復制方案
③ 在【幾何】選項卡的【修改】面板中單擊按鈕,彈出【型腔重復向導】對話框。設置布局參數后單擊【完成】按鈕,如圖2-25所示。

圖2-25 創建平衡布局
2.2.4 澆注系統設計
本例手機后殼模具的澆注系統包括熱主流道、熱分流道和熱澆口三部分。澆口形式采用潛伏式設計,因為其表面不能留澆口痕跡。
① 在【幾何】選項卡的【創建】面板中單擊【在坐標之間的節點】按鈕,然后在模型視窗中選取兩個節點作為開始坐標與結束坐標的參考,選取節點后,需要在【工具】選項卡下的【在坐標之間的節點】面板中修改X與Z的坐標值為0,如圖2-26所示。

圖2-26 選取節點并修改坐標值
② 在【幾何】選項卡的【創建】面板中單擊【創建直線】按鈕,彈出【創建直線】面板。首先選取上一步創建的節點作為第一點(坐標為0,-80.09,0),復制該點坐標值到第二點的文本框中,然后修改坐標值為“0,-67.09,0”,最后單擊【應用】按鈕創建一條直線,如圖2-27所示。
③ 同樣,再創建出對稱側的直線,如圖2-28所示。

圖2-27 繪制直線

圖2-28 創建對稱側的直線
④ 仍然選擇中心的那個節點作為第一點,然后修改Z坐標值,創建如圖2-29所示的直線。

圖2-29 創建豎直直線
⑤ 在【創建】面板中單擊【按點定義圓弧】按鈕,然后在模型視窗中選取中心節點和網格模型中澆口位置的節點(在產品內部拾取)作為圓弧的第一點和第三點,如圖2-30所示。
⑥ 在【按點定義圓弧】面板上輸入圓弧第二點坐標為(0,-53.09,-9),單擊【應用】按鈕完成圓弧的創建,如圖2-31所示。

圖2-30 拾取圓弧的第一點和第三點

圖2-31 創建圓弧
⑦ 選中圓弧曲線,再單擊【實用程序】面板中的【鏡像】按鈕,將其鏡像至XZ平面的另一側,如圖2-32所示。

圖2-32 創建鏡像曲線
⑧ 接下來為創建的曲線指定屬性。首先選中豎直直線,然后在【幾何】選項卡的【屬性】面板中單擊【指定】按鈕,或者單擊鼠標右鍵,在彈出的快捷菜單中選擇【屬性】命令,打開【指定屬性】對話框。
⑨ 在【新建】列表中選擇【熱主流道】選項,并在彈出的【熱主流道】對話框中設置主流道尺寸,完成后單擊【確定】按鈕,如圖2-33所示。
⑩ 隨后選中兩條水平的直線,指定分流道屬性和尺寸,如圖2-34所示。
? 最后選中兩條圓弧曲線,指定澆口屬性及澆口尺寸,如圖2-35所示。
? 刪除手機后殼網格中的兩個注射錐(選中注射錐,按Delete鍵刪除)。重新在豎直曲線頂部端點放置新的注射錐,作為熔體澆注的進入點,如圖2-36所示。

圖2-33 設置主流道屬性及尺寸

圖2-34 設置分流道屬性及尺寸

圖2-35 設置澆口屬性及尺寸
? 在【網格】選項卡的【網格】面板中單擊【生成網格】按鈕,在【工具】選項卡的【生成網格】面板中勾選【重新劃分產品網格】復選框,單擊【立即劃分網格】按鈕,將生成澆注系統組件的網格,如圖2-37所示。

圖2-36 放置注射錐

圖2-37 重新劃分網格
? 最后還需要進行連通性檢查,檢查澆口網格單元是否與產品網格單元連通。
? 在【網格】選項卡的【網格診斷】面板中單擊【連通性】按鈕,然后在模型視窗中框選所有網格單元,單擊【工具】選項卡的【連通性診斷】面板中的【顯示】按鈕,完成連通性的診斷。診斷結果全部為深藍色顯示,表示所有網格單元全部連接,無斷開,如圖2-38所示。

圖2-38 網格單元連通性檢查
2.2.5 冷卻系統設計
初步分析的冷卻系統設計利用【冷卻回路】工具自動創建。
① 在【幾何】選項卡的【創建】面板中單擊【冷卻回路】按鈕,彈出【冷卻回路向導-布局-第1頁(共2頁)】對話框。
② 設置第1頁水管直徑、間距及排列方式等,如圖2-39所示。
③ 單擊【下一步】按鈕設置第2頁管道參數,如圖2-40所示。單擊【完成】按鈕后完成冷卻管道的創建,如圖2-41所示。

圖2-39 設置第1頁

圖2-40 設置第2頁
知識鏈接
冷卻水道到型腔表壁的距離應合理
冷卻系統對生產率的影響主要由冷卻時間來體現。通常,注射到型腔內的塑料熔體的溫度為200℃左右,塑件從型腔中取出的溫度在60℃以下。熔體在成型時釋放出的熱量中約有5%以輻射、對流的形式散發到大氣中,其余95%需由冷卻介質(一般是水)帶走,否則由于塑料熔體的反復注入將使模溫升高。
冷卻水道到型腔表壁的距離關系到型腔是否冷卻得均勻和模具的剛、強度問題。不能片面地認為,距離越近冷卻效果越好。設計冷卻水道時往往受推桿、鑲件、側抽芯機構等零件限制,不可能都按照理想的位置開設水道,水道之間的距離也可能較遠,這時,水孔距離型腔位置過近,則冷卻均勻性差。同時,在確定水道與型腔壁的距離時,還應考慮模具材料的強度和剛度。避免距離過近,在模腔壓力下使材料發生扭曲變形,使型腔表面產生龜紋。圖2-42是水孔與型腔表壁距離的推薦尺寸,該尺寸兼顧了冷卻效率、冷卻均勻性和模具剛、強度的關系,水孔到型腔表壁的最小距離不應小于10mm。

圖2-41 創建冷卻管道

圖2-42 水孔到型腔表壁的推薦距離