32500字硕士毕业论文基于moldflow和ActiveX技术理论的塑料模具浇注系统智能设计研究

论文类型：硕士毕业论文

论文字数：32500字

论点：浇口,系统,浇注

论文概述：

本文设计了基于 moldflow 二次开发技术的模具浇注系统智能设计系统，它由四部分组成：浇口形式的智能选择系统、浇口位置的智能选择系统、浇口尺寸的智能设计系统以及流道截面尺寸的智能

论文正文：

第一章导言

1.1目的和意义
浇注系统设计是注塑模具设计的重要组成部分。浇注系统(gating system)是指从注塑机喷嘴进入模具到模腔入口的塑料熔体流动通道，包括四个部分:主流道、支流道、浇口和冷井。其功能是将塑料熔体从注射机的喷嘴平稳地引入模腔的每个部分，同时在熔体填充过程中将注射压力和保压压力均匀地传递到模腔的每个部分。浇注系统的合理设计不仅直接影响产品的内部质量、表观质量、几何形状和物理力学性能，还影响充模难度和充模过程中的流动状态。
为了将塑料熔体顺利引入模腔，形成合格的塑料零件，对浇注系统提出了一定的要求:充模过程快速有序，保证了模腔在短时间内的顺利充模；压力损失小，保证塑料溶液的填充压力；热损失很小，以确保填充过程中热塑性塑料的流动性。有利于排气，以避免气体进入空腔造成的缺陷。浇注系统易于从零件上分离和切断。浇注系统的设计包括两个方面:一是浇注系统的结构和尺寸；另一方面是门控系统的位置。浇注系统的开启不仅与零件的结构、尺寸和技术要求有关，还与塑料材料的特性有关，并与模具中的型腔数量和注射机的类型直接相关。
传统的浇注系统设计过于依赖经验，这使得没有经验的人很难设计出合格的模具。另一方面，根据经验布置浇口容易有许多缺点，这通常需要重复的模具测试和校正，导致较低的模具生产效率和较长的生产周期。解决这一问题的关键是在科学分析的基础上进行注塑模具的设计制造和注塑工艺的选择，突破经验的束缚。随着数值计算技术的发展和计算机的广泛应用，计算机辅助工程(CAE)技术已经逐渐应用于注塑成型领域。主要运用聚合物流变学、传热、数值计算方法和计算机图形学的基本理论对塑料零件的整个成型过程进行数值模拟。CAE技术为优化成型工艺参数、提高模具质量、降低生产成本、缩短模具设计和制造周期提供了有效的方法。Moldflow是注塑成型领域著名的CAE软件，在世界范围内得到了广泛的应用。它功能强大，具有最佳浇口位置分析、流动分析、保压分析、翘曲分析等模块。为判断模具设计和成型条件是否合理提供科学依据。
对于浇注系统的设计，可以使用Moldflow软件获得最佳的浇口数量和位置，合理的浇道系统，优化浇口尺寸和浇道尺寸。模具测试和维修可以在计算机上进行，大大提高模具质量，减少模具维修时间。然而，moldflow软件也有许多不足之处，[9，10]。例如，(1)最佳浇口位置的分析仅针对填充平衡，不考虑焊缝和翘曲等因素。；(2)扇形门、盘形门等特殊形状的门不能方便地生成，需要在计算机辅助设计软件中提前生成；(3)转轮系统智能导向只能自动生成形状非常简单的零件。为形状相对复杂的零件自动生成的流道系统通常并不理想，需要手动创建。(4)模拟结果不完整，如没有同轴度和平行度测量功能。(5)多个方案的结果不能自动比较，需要用户手工分析；(6)没有模拟结果的评估系统，需要用户根据自己的知识和经验进行判断。对于上述缺点，有些需要在新版moldflow中改进，有些可以通过用户对moldflow的二次开发来改进。经过有益的二次开发，moldflow可以更有效、更智能地设计浇注系统。自3.0版以来，MPI增加了ActiveX自动化服务功能，使用户能够使用支持ActiveX技术的可视化编程工具，如VB、VC、JAVA等。系统开发MPI软件。
ActiveX是微软提出的一套技术，它使用组件对象模型(组件对象模型)使软件能够在网络环境中交互。通过ActiveX技术，MPI以对象的形式向用户提供其内部功能模块。用户可以使用开发工具直接在MPI内部操作，并设计强大的应用程序。MPI的帮助提供了各种MPI对象模型。对象是MPI的ActiveX接口体。每个特定的对象代表MPI的一个相关的功能单元。MPI的ActiveX界面中有许多不同类型的对象，如浇口对象、熔体温度对象、模具温度对象等。MPI对象通过它们的属性、方法和类型来描述。例如，通过项目对象，应用程序可以实现注塑材料的选择，完成创建新项目、设置相关参数等操作。通过对象的相关方法。Moldflow二次开发技术为用户提供了实用的开发工具，可以提高工作效率，实现分析数据的标准化管理，开发新的成型技术分析项目，从而大大拓展Moldflow的个性化应用。本文的意义在于通过moldflow的二次开发来提高浇注系统设计的智能化程度，使经验不足的设计人员也能设计出更加合理的浇注系统。可以进一步提高浇注系统的设计效率，提高一次性模具测试的成功率，缩短模具设计和制造周期。

第二章门式智能选型系统

2.1程序接口设计和整体思维
门是门控系统中非常重要的部分。浇口的类型、位置、形状、数量和尺寸直接影响塑料熔体的流动阻力、流速和流动状态，对塑料零件的注射成型和成型后的质量起着重要作用。该系统的目的是智能选择工件的浇口类型。主窗口如图2-1所示，由五个功能模块组成。“原材料”选择框允许用户选择塑料的类型，“模腔数”用于输入模腔数，“质量要求”栏允许用户独立选择产品的质量要求，右下角的四个键属于根据产品形状判断浇口形式的功能键。下面的“查看获得的门类型”按钮用于查看最终结果。此外，还有三个子窗体。单击“根据参数计算”将弹出一个对话框，用于计算空腔数量。该表单有一个帮助按钮，单击它将弹出与空腔数量计算相关的帮助。该程序的结果将显示在另一个名为“门类型:结果”的子窗体的文本框中。考虑到实际中产品可能不只有一个合适的浇口，本程序的结果分为两部分，一部分是可以使用的浇口类型，另一部分是推荐的浇口类型。
本段工艺流程如图2-2所示。该系统的思想是根据判断闸门类型的四种方法得出各自的结果，最后得出综合结论。为了便于编程，使用以下方法处理由四个标准获得的结果。闸门的适用性分为“推荐”、“可用”、“不确定”和“不可用”，每个适用性用一个数值表示，如下表2-1所示。在完成对每个标准的判断后，将获得结果数组和适用于诸如直接门、侧门、扇形门、平齐门、点门等门类型的代表性值。将按顺序存储。将四组结果数组中相应位置的值相加，得到一个新数组。根据新数组中的值，可以得出门类型适用性的最终结论。如果在对应于某一类型的门的位置处该值为负，表示前四个判断结果中的至少一个“不可用”，则门类型不可用；如果等于0，前四个结果是“不确定的”，最终结果是“不确定的”；如果添加结果大于0且小于1，则四个结果中至少有一个是“可用的”，并且没有“推荐的”和“不可用的”类型，最终结果是“可用的”。如果添加结果大于或等于1，则意味着四个结果中至少有一个是“推荐的”，而不是“不可用的”，最终结果是“推荐的”。

第三章智能闸门位置判断系统................30-54
3.1智能闸门位置选择程序编程............................30-32
3.2预处理............................32-44[/ Br/] 3.2.1............................32-33
3.2.2选择采样节点............................33-42
3.2.3分析计划的建立............................42-44[/比尔/] 3.3计划的实施............................44-46[/比尔/] 3.4后处理............................46-54
第四章智能闸门选型系统............................54-78[/比尔/] 4.1闸门尺寸选择理论............................55-56[/溴/] 4.3可修改参数............................56-57
4.4预处理............................57-68
用于本程序提供的闸门尺寸选择方案4.5闸门尺寸选择方案的后处理............................68-75
4.6本程序的提示系统............................75-78
第五章跑道系统智能设计系统............................78-86
5.1主转轮尺寸设计............................78-81 [/BR/] 5.1.1设计............................81-86根据............................78 [/BR/] 5.1.2主浇道尺寸的选择............................78-81
5.2分支转轮尺寸

结论

1)本文开发的智能设计系统可以通过有限元软件的仿真结果，提前预测不同浇注系统参数下的成品质量。结合生产经验和浇注系统设计理论，设计了由四个子系统组成的浇注系统智能设计系统。该系统可根据产品结构、材料、体积、质量和技术要求优化设计浇注系统，并配备直观的人机对话界面，方便用户结合生产实践提出浇注要求。如果没有特殊要求，系统将根据系统的默认最佳参数进行设计。有了这个智能系统，没有经验的设计者也可以设计一个更合理的门控系统。对于有经验的设计师，它提供了一套辅助工具来集成有限元软件。可以进一步提高浇注系统的设计效率，提高一次性模具测试的成功率，缩短模具设计和制造周期。
2)本智能设计系统四个子系统的主要成果如下:门式智能选型系统给出了一套推荐门式和一套可用门式；智能浇口位置选择系统根据流量平衡、翘曲、熔接线、不同浇口位置的压力损失、产品壁厚和气穴等因素给出合理的浇口位置。智能闸门尺寸判断系统根据模拟结果中的剪切速率和产品的壁厚，给出满足剪切速率和稳定性要求的闸门尺寸范围，并给出闸门压力损失、闸门冻结时间和闸门尺寸之间的关系曲线。转轮系统智能设计系统给出了主转轮和分转轮的合理截面尺寸。
3)最后，通过实例验证了浇注系统的智能设计系统。通过该程序在塑料零件浇注系统设计中的应用，验证了智能设计系统的实际性能。Moldflow软件的二次开发可以大大提高其使用效率和范围。作者在某模具厂工艺组CAE部门实习期间，针对客户对许多具有圆形特征的塑料零件圆度的要求，编制了基于Moldflow二次开发技术的圆度计算程序，用于比较不同铸造位置下塑料零件圆度的差异，并已应用于该厂的实际注塑案例分析。

参考
[1]刘来英。注塑成型技术[。北京:机械工业出版社，2004，10。
[2]李璇李继红。关于注塑成型技术的问答[。北京:机械工业出版社，2004.6。
[3]范德普拉茨G . n .应用于工程设计的数值优化http://sblunwen.com/cnc/Technique[M]纽约:麦格劳，1984。
[4]沈长宇。塑料模具的计算机辅助工程[。河南:河南科技出版社，1998。
[5]海伯.沈世平.注塑充模过程的有限元/有限差分模拟[J .，非牛顿流体力学，1980，17(3):1-32 .
[6]山彦，王贝，王刚。模流模具分析技术基础[。北京:清华大学出版社，2004。
[7]刘琼。注塑成型模具流动实践课程[。北京:机械工业出版社，2008，10。
[8]吴孟玲。张龙。塑料成型CAE模具流动应用基础[。北京:电子工业出版社，2010，6。
[9]王伟兵。模流中文版注射流分析案例导航视频教程[。北京:清华大学出版社，2008。
[10] H.L .工具，R.L .鲍尔曼，l .库珀.电子计算机预测模具流动[]。模具塑料，1960，39(12):117~209。