景德镇陶瓷学院本科生毕业设计（论文）
图3 制品的初步网格划分 图4 初步网格统计
由图4的网格统计对话框可以得到：表面三角形单元为3612个，节点为1122个，没有柱体单元，连通区域1个，自由边0个，公用边3910个，交叉边0个，配向不正确单元0个，相交单元0个，完全重叠单元0个，复制柱体0个，最小纵横比1.168，最最大纵横比58.496，平均纵横比2.364，匹配百分比91.0%，相互百分比84.8%。 由以上数据可以清晰地看出，匹配百分比大于90%，可进行流动、冷却与翘曲分析，只是初始有限元划分的问题是最大纵横比大于10%，须对网格进行修复。
首先对网格进行重新划分，对比选择最合适的网格长度，最终取网格变长为1.4mm，通过网格的最大纵横比诊断，针对纵横比大的网格运用网格工具中的各种命令如插入节点、合并节点、重新划分网格及自动修复等对网格进行处理，降低最大纵横比。处理后的纵横比诊断如图8所示，最大纵横比降低到了5.803（<6），符合要求。
修复后的网格统计结果如下图5所示：表面三角形单元为5116个，节点为2562个，没有柱体单元，连通区域1个，自由边0个，共用边7674个，交叉边0个，配向不正确单元0个，相交单元0个，完全重叠单元0个，复制柱体0个，最小纵横比1.161，最最大纵横比5.803，平均纵横比1.715，匹配百分比95.1%，相互百分比92.9%。 由以上数据可以清晰地看出，最大纵横比小于10%，匹配率大于90%，那么就可以进
行流动、冷却及翘曲分析，并且可以得到比较精确的结果。
图5 修复后的网格统计
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4.2 最佳浇口位置分析
网格处理好后，选择的材料为ABS,然后对其进行最佳浇口位置的分析，浇口的设计主要包括浇口的数目、位置、形状和尺寸的设计。浇口的系列变化都会对塑件熔体的填充产生很大影响。浇口设计应保证提供一个快速、均匀、平衡、单一方向流动的充填模式，避免射流、滞留。凹陷等现象的发生。所以在确定成型方案之前，对制品进行最佳浇口位置的预分析，其结果如下图6所示。
由图9显示可以看出，浇口设置的最佳区域在蓝色区域，绿色区域为较好区域，淡黄色区域为较差区域，红色区域为最差区域。
图6 最佳浇口位置分析结果
4.3浇注方案的设计
根据制件的特点，上表面要求精度较高，只能选择侧浇口和潜伏式浇口。所以有三种浇注方案可供选择：①深蓝色区域的潜伏式浇口、②淡蓝色的侧浇口、③绿色区域的侧浇口。 4.3.1浇注方案一的设计
深蓝色区域的潜伏式浇口，浇口设置在圆柱顶杆上，采用冷流道，如下图7所示： 4.3.2浇注方案二的设计
淡蓝色的侧浇口，浇口设置在制件侧部的节点N973 、N6089 、N11205 、N16321 上，同样采用冷流道，如下图8所示：
4.3.3浇注方案三的设计
绿色区域的侧浇口，浇口设置在制件侧部的节点N586 、N5702、N10818 、N15934
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上，同样采用冷流道，如下图9所示：
图7 浇注方案一 图8 浇注方案二 图9 浇注方案三
4.4不同浇注方案的Moldflow流变分析结果及其比较
流变分析的目的是通过对熔融体流经流道，浇口填充型腔的过程的模拟，预测和显示熔体流动前沿的推进方式、填充过程中的压力和温度变化、气穴和熔接痕的位置，并且优化模腔的布局。流变分析包括填充分析和保压分析。 4.4.1填充分析结果比较
虽然填充分析过程只是整个成型周期中的一小部分，但它确实非常重要的过程，如果填充不充分，则不能进行保压和冷却过程，因此，为了保证制件质量，塑料熔融体必须确保填充充分。填充分析结果主要包括填充时间、气穴位置、熔接痕、锁模力、熔融体流动前沿温度。
(1) 填充时间
填充时间指的是熔融体填满整个型腔所需的时间，三种方案的分析结果分别如图10、图11、图12所示。
图10 填充时间（方案一） 图11 填充时间（方案二） 图12 填充时间（方案三）
从上图可以看出，三种方案都能将制件充满，都比较均匀，其中方案一的填充时间为1.625s，方案二的填充时间为0.7772s，方案三的填充时间为1.114s，三种方案的
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填充时间都相差较大，所以就填充时间而言，选择方案二比较好。
(2) 气穴位置
气穴是指在塑料熔融体注射充填过程中，模腔内除了原有空气外，还有塑料含有的水分在注射温度下蒸发而成的水蒸气，塑料局部过热分解产生的低分子挥发性气体等。三种方案气穴位置的分析结果如下图13、图14和图15所示。
图13 气穴位置（方案一） 图14 气穴位置（方案二） 图15 气穴位置（方案三）
由上图可以看出，方案一和方案三所形成的气穴都较多，而方案二所形成的气穴较少，且大都位于制件的边缘，这样既不影响美观也易于设置排气位置，所以就气穴位置来说，方案二比较好。
（3） 熔接痕
熔接痕是由模具不同位置浇口处流出的熔融塑料汇聚时形成的交接痕迹。熔接痕的形成原因是由于各浇口流出熔料经过形状复杂的型腔到达汇聚处时各自的温度、压力和速度不完全一致产生的。在塑料制品成型中，熔接痕不但影响制品的外观，而且易于产生应力集中，影响制品的总体强度。三种方案所形成的熔接痕的位置分别如图16、图17和图18所示。
图16 熔接痕（方案一） 图17 熔接痕（方案二） 图18 熔接痕（方案三）
由上图可以看出，方案一所形成的熔接痕比方案二多两条，方案二比方案三多两条，影响不是太大。就熔接痕而言，方案三比方案二，比方案一好。
（4）锁模力
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锁模力即为在进行注塑时闭合模具所需要的力。锁模力：XY图表示锁模力随时间而变化的情况。计算锁模力时把XY平面作为分型面，锁模力根据每个单元在XY平面上的投影面积和单元内的压力进行计算。锁模力会随着型腔的充填而逐渐变化，要降低锁模力的最大值，最重要的是设法降低充填所需压力。三种方案的锁模力分析结果如图19、图20和图21所示。
图19 锁模力（方案一）
图20 锁模力（方案二）
图21 锁模力（方案三）
可知，充填时的最大锁模力，方案一为13.2324吨，方案二为9.8892吨，方案三
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