31600字硕士毕业论文模具毕业论文范文:基于计算机辅助设计/CAE软件的汽车储物箱注射模设计

论文类型：硕士毕业论文

论文字数：31600字

论点：浇口,汽车,塑料

论文概述：

本文面向轿车储物盒的建模过程和模具设计的计算机辅助过程，采用的是造型设计软件 Pro/ENGINEER（简称 Pro/E）、模流分析软件 Moldflow。Pro/E软件是世界上众多造型软件的权威。

论文正文：

第一章引言

1.1塑料在汽车零部件上的应用
汽车工业作为国民经济建设中的一个重要产业，对其他民族工业有着巨大的影响，如金属冶炼加工业、机械化电子工业、轻工业、石化加工业等。从各个行业的发展历史和趋势来看，汽车行业的整体发展在许多行业中处于领先地位。随着汽车生产技术的发展和对汽车需求的不断增加，人们对汽车的外观和形状是否美观、使用性能是否环保以及内部环境是否舒适的要求越来越高。高分子材料塑料由于其良好的加工性能和价格优势，越来越受到汽车制造业的青睐，其功能在人们面前日益明显。用塑料零件代替汽车中的一些金属零件，可以大大提高汽车在设计、生产和制造上的灵活性，最终获得更加美观的汽车外形，降低生产制造成本，更加节能环保的性能。在决定汽车工业发展水平是高还是低的过程中，汽车塑料零件与汽车零件的比例已经成为最重要的标志之一。

1.1.1国内汽车塑料件的发展
中国汽车塑料件的消费快速增长。据估计，到2010年底，中国生产的汽车总数将达到725万辆，消耗的塑料总量将达到130万吨。每辆汽车的平均塑料消耗量将占汽车自身重量的8%~12%，约为125公斤；。到2025年，汽车塑料总消费量将达到686.6万吨，每辆汽车塑料消费量将增加到521公斤，占25%~30%。在使用的众多塑料中，聚丙烯在汽车塑料中的比例居首位，为21%。汽车内饰和外饰覆盖了中国汽车塑料零件市场。此外，汽车用功能塑料件也是我国汽车用塑料件发展的重点。汽车用这三种塑料部件的细节如下:汽车内饰主要是指与人接触最密切的汽车内部结构部件。
通常包括储物箱、门扶手、仪表盘、内门地板等。一般来说，聚氨酯是市场上生产汽车内饰件最广泛使用的塑料。根据我国高分子材料的发展和生产技术水平，聚丙烯是最有潜力的汽车内饰件原料。汽车外部装饰主要是指汽车与车外环境接触的结构部件。汽车外部装饰的塑料部件通常包括保护车身的保险杠、确保汽车在泥泞环境中正常行驶的汽车车轮挡泥板以及支撑外部结构的汽车外门底板。汽车外部装饰塑料部件主要由聚丙烯+三元乙丙橡胶(EPDM)、聚碳酸酯/聚丁二烯橡胶(PC/PBT)、片状模塑料(SMC)、RIMPU等原材料制成，其中聚丙烯+三元乙丙橡胶最为流行。汽车的功能塑料部件通常包括汽车电源的容器和油箱、汽车的动力启动系统、汽车发动机的部件、汽车的电气系统(汽车传动系统的重要部件之一)以及汽车的进气系统。汽车功能塑料部件的主要原料可以是工程塑料。

1.1.2国内外汽车塑料的差距
国外汽车塑料的发展远远领先于中国。国外汽车塑料的发展特点是塑料零件的重量占汽车总重量的很大一部分，并且增长迅速。汽车用塑料有很多种，从普通高分子材料到高性能高分子材料，从汽车内部的装饰部件到汽车的功能部件。例如，德国、美国、日本等国家的汽车塑料用量已经达到10%~15%，有的甚至达到20%以上。根据不同品种的塑料用量，德国有聚氯乙烯、聚氨酯、聚丙烯、聚乙烯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物；如果根据使用的量来安排。美国是聚氨酯，聚丙烯，聚乙烯，聚氯乙烯，ABS；日本是聚氯乙烯，聚丙烯，聚氨酯，ABS，聚乙烯，玻璃钢。当今中国汽车塑料的数量和种类仅达到上个世纪发达国家的水平。
中国与外国在技术上也有一定差距:一是塑料材料的基础研究及其落后的技术。塑料的性能指标与国外相比有很大差距。不稳定的原材料对成型过程有很大的影响。其次，塑料零部件的应用范围相对狭窄，尤其是全塑料车身的开发和应用与国外差距最大。塑料外板在我国的应用主要集中在客车车顶后板，全塑车身轿车仍在试生产中。玻璃钢材料主要用于车身外板，热塑性车身外板的应用仍然是空白色。例如，国内客车塑料外板的应用主要是由手工粘贴的玻璃钢木材制成，只有一些车身部件是由贴片材料制成的。热塑性注射成型外板的应用几乎为零。国内汽车设计师对塑料零件远不如国外同行熟悉，塑料零件制造商与汽车设计师之间的沟通和理解也远远不够。最后，模具的设计和制造等成型工艺设备落后，产品质量无法保证，模具开发周期长。

第二章汽车储物箱模拟方案的形成条件

2.1 Moldflow软件支持分析
塑料零件CAE分析的第一个条件是拥有强大的软件支持。本文所用的分析软件是Moldflow软件。Moldflow软件是美国Moldflow公司的产品。该公司是塑料分析软件的创始人。Moldflow软件在热塑性塑料熔体进入模具的流动过程的模拟分析方面非常成功，特别是在复杂情况下，这是世界公认的注塑CAE行业标准。Moldflow软件通过“进行广泛的注塑分析”的策略，将Moldflow在注塑成型方面积累的丰富经验融入到零件和模具设计中。Moldflow软件将注塑分析与实际注塑机控制相结合，自动监控和调整注塑机参数，从而优化模具设计，优化注塑机参数设置，提高零件生产质量的稳定性，使零件具有更好的可制造性。注塑成型数值模拟Moldflow软件的具体实现方法是利用有限元推导分析方法在计算机上处理和验证数据，寻找合理的成型参数。Moldflow软件主要由以下三个分析模块组成:Moldflow塑料顾问(product optimization consultants，缩写为MPA): MPA软件使塑料零件设计者和模具设计者能够模拟和分析成品，并能在短时间内判断产品质量，获得最佳的产品优化方案；Moldflow Plastics Insight(注塑模拟分析，简称MPI):提供强大的分析功能、可视化功能和项目管理工具。这些工具使用户能够深入分析和优化产品。MPI用户可以优化零件的几何形状、材料选择、模具设计和工艺参数设置，获得高质量的产品。Moldflow Plastics Xpert(注塑成型过程控制，简称MPX):其本质是能够在注塑成型过程中对产品质量进行专家完善的控制。通过软件系统与硬件系统的连接，可以监控塑料零件的质量和生产，实现注塑成型的自动化优化生产。

第三章汽车储物箱顶盖模拟成型分析...................24-38
3.1储物箱顶盖闸门形式模拟方案..............................24-27
3.1.1最佳闸门位置预测..............................24-25 [/BR/] 3.1.2储物箱顶盖的闸门形式..............................25-27
3.2门型模拟方案的分析与比较；..............................27-32 [/BR/] 3.3储物盒顶部门牌号模拟方案；..............................32-33[/比尔/] 3.4门牌号模拟方案分析；..............................33-36[/br/ ] 3.5本章概述..............................36-38
第4章汽车储物箱下箱模拟成型..............................38-45
4.1设置..............................38-40
4.1.1最佳闸门位置预测..............................38-39 [/BR/] 4.1.2储物箱下箱门控系统计划..............................39-40
4.2..............................40-44
4.3本章概述..............................44-45
基于专业/电子软件说明的第5章汽车储物箱..............................45-58
5.1专业/电子软件简介..............................45 [/BR/] 5.2基于专业软件的注塑模具设计流程..............................45-46 [/BR/] 5.3汽车储物箱顶盖模具设计..............................46-52
5 . 3 . 1 EMX模块简介..............................47-48 [/BR/] 5.3.2储物箱顶盖模腔设计..............................48-50
5.3.3储物箱上盖模架的总体设计..............................50-52 [/BR/] 5.4汽车储物箱下箱模具设计..............................52-57
5.5本章摘要..............................57-58

结论

1。成型条件如材料类型、模具材料、模具温度、塑料熔化温度、保压压力和保压时间对零件的质量和性能有很大影响。成型条件应根据实际情况选择。成形参数过大或过小都会影响零件的成形质量和生产效率。模拟分析前，应对模拟方案设定合理的成型条件。
2。使用Moldflow软件优化汽车储物箱上盖的浇口设计。首先，优化上盖的浇口形式和位置。通过对点浇口、直浇口、短边浇口和长边浇口模拟结果的分析比较，得出短边浇口是最佳的浇口形式。在此基础上，结合储物箱上盖的尺寸和结构特点，对一门、两门和三门三种方案进行了优化。最后确定了充填时间短、气穴和焊缝分布合理、翘曲变形小、分布均匀的四个短边浇口方案为最佳浇口方案。
3。根据储物盒下盒的尺寸和结构特点，利用Moldflow软件对一、二、三个门牌号码的三种门牌方案进行了优化。通过对充型时间、气穴、熔接痕和翘曲的模拟结果分析，最终确定了流量平稳、充型时间短、翘曲少、气穴少、易于排出、熔接痕少、长度短而浅、表面质量较好的两种主流道方案为最佳主流道方案。
4。根据Moldflow软件的模拟结果，利用Pro/E软件提供的Molddesign模块完成储物盒上盖的阳模、阴模、侧型芯等成型部件的设计和创建。利用Pro/E软件中的EMX插件模块，设计出储物箱上盖模具的动、定模板、导向机构、侧抽芯机构、浇注系统、推出机构等模架组件的尺寸和结构，最后加载生成完整的模具三维实体装配图和爆炸图。
5。基于Moldflow软件的仿真结果和储物盒下盖结构的特点，利用Pro/E软件中的Molddesign模块完成储物盒的型腔组件(阳模、阴模、侧型芯)、动模板和定模板、导向机构、侧抽芯机构、浇注系统和推动机构的设计和创建。利用装配模块装配模具的各个部件，最终生成完整的模具三维实体装配图和爆炸图。

参考
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