因素主要有：1.塑料品种 2.塑料特性 3.模具结构 4.成形工艺。这里取计算成型收缩率为0.5%。
2.2.5 塑件材料的流动性
塑料在一定温度与压力下填充型腔的能力称为流动性。这是模具设计时必须考虑的一个重要工艺参数。流动性大易造成溢料过多，填充型腔不密实，塑件组织疏松，树脂、填料分头聚积，易粘模、脱模及清理困难，硬化过早等弊病。但流动性小则填充不足，不易成形，成形压力大。所以选用塑料的流动性必须与塑件要求、成型工艺及成形条件相适应。ABS的流动特性属非牛顿流体。查参考资料[2]可以知道ABS流动性中等。影响塑料流动性的因素一般有1.温度 2.压力 3.模具结构。
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第三章 塑件成形工艺与设备
3.1利用Moldflow进行模料流动性分析
3.1.1 专业模流分析软件Moldflow概述
对于注塑成型工艺而言，最重要的要素是控制塑料在模具中的流动方式。制品的许多缺陷，如气穴、熔接痕、短射乃至制品的变形、冷却时间等，都与塑料在模具中的流动方式密切相关。Mold flow通过对熔体在模具中的流动行为进行模拟，能够准确预测出熔体的填充、保压、冷却情况，制品中的应力分布、分子和纤维取向分布，以及制品的收缩和翘曲变形等情况，可以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等，帮助工艺人员在试模前对可能出现的缺陷进行预测，找出缺陷产生的原因并加以改进，提高一次试模的成功率。因此，本模具设计过程采用Moldflow进行优化设计。
选择浇口位置 网格划分 输入CAD 模型 选择材料 选择注射机 3.1.2 流动分析原理
注射成型充模过程的数值模拟是建立在数学模型与算法的基础上的。充模过程是一个瞬变，非等温流动过程。它由连续性方程、动量方程和质量方程控制。Moldflow可基于其方程含义，借助简单虚拟过程，用类似的原理进行充填的模拟。
采用Moldflow可使注塑成型从制品设计、模具设计到注塑工艺的确定完全在并行工程的环境下进行，不仅克服了传统的串行设计中复杂的数学计算和产品开发周期长的缺点，而且提高了开模的成功率，优化了注塑成型的
确定注塑条件 设定分析参数 分析计算 填充问题解决 流道平衡 保压曲线确定 图3.1 典型的流动分析步骤工艺条件，降低了产品的开发和制造成本。典型的流动分析过程如图3.1所示。
3.1.3 Moldflow在卡盖模具设计中的具体运用
3.1.3.1 调入文件
前面已经分析了该塑件的工艺和成型材料，把Solid Edge中建立的模型，通过转
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化为STL文件格式读入MPI。
3.1.3.2 网格的划分
网格是整个数值仿真计算的基础，所以网格的划分和处理在整个分析中占有很重要的地位。Moldflow对注塑产品成型仿真及分析，采用的基本思想是工程领域中最为常用的有限元方法，也就是利用假象的线（或面）将连续介 质的内部和边界分割成有限大小的、有限数目的、离散的单元来研究。这样，就把原来一个连续的整体简化成有限个单元的体系，从而得到真实结构的近似模型，最终的数值计算就是在这个离散化的模型上进行的。直观上，物体被划分成“网格”状，在Moldflow中就将这些单元称为网格（mesh）。
在导入模型的时候选取划分网格的类型为表面网格（Fusion），然后，在网格划分高级选项中把Goble edge length设置为3mm，IGES Merge tolerance（合并容差）设为0.1mm，进行网格的自动生成。系统经过一段时间的计算，便会生成出带有网格形状的塑件图。进行网格划分后得到2555个单元，对不合格的网格要进行处理，得到最优化的网格。从网格统计中可以看到：网格最大纵横比约为9.7，网格平均纵横比约为6.84，网格匹配率为90.0%，0个零面积单元，没有相交单元，可见这样的网格结构是非常好的。网格的修正很有可能加重和扩大这种误差，因此在完成了网格的修正以后，要检查制件模型的厚度是否符合实际，如果与实际不符，要进行相应的属性修改。
3.1.3.3 工艺条件
根据所选材料ABS的工艺要求，查2-16[9]得到ABS工艺参数为：模温50OC～70 OC，料温165 OC～180 OC，最大裂解料温270 OC，顶出温度85 OC，最大减切应力0.3Mpa，最大减切率50000 1/s，注射时间为3s。
完成了分析前的处理后，选择工艺参数采用默认值，设置熔体温度220oC，型腔温度80oC，注射时间为2.33s。利用Moldflow中的优化分析寻找最佳浇口位置。本次设计采用了两种方案：第一中方案为底部台阶上的侧浇口，第二种方案为塑件最顶部的点浇口。如图3.4所示。根据模流分析结果可知，该塑件应该采用点浇口更为合适。 3.1.3.4 组合塑件模拟结果
本模具本来设置为一模二腔，成一排分布，采用点浇口进料（见图3.2）。选择前几步得到的结果，由于该塑件小，所以采用一个浇口就可以满足注塑的要求。于是用简单的点浇口作为浇注系统，进行填充过程的模拟，可得到填充时间、填充压力、熔体前沿的温度、熔体温度在制件厚度方向的分布、熔体的流动速度、分子趋向、剪切
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速率及剪切应力、气穴及熔接痕位置等，并直观地显示在计算机屏幕上，从而帮助工艺人员找到产生缺陷的原因。表3-1和图3.3填充过程模拟得到的部分结果。
图3.2
3.1.4 Moldflow充填结果分析
在流动分析的过程中，通过分析结果得：表3-1显示了相等时间间隔内的注塑体积百分比、压力、锁模力、流动速率和控制状态。其中，控制状态指的是填充过程中采用的是Velocity Control（速度控制）还是Pressure Control（压力控制）。MPI默认的控制方式是先进行Velocity Control，当模腔填充到98.8%的时候转换为Pressure Control。从图3.6可以直观的看出，在2.26s时就发生了速度和压力控制的转换。通过对Moldflow充填结果的分析；得到了一系列该塑件的成型数据表3-1，有利于后面模具的设计。
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表3-1
Filling Analysis
Residual Stress Analysis
analysis is beginning ....
Filling phase: Status: V = Velocity control P = Pressure control
V/P= Velocity/pressure switch-over |-------------------------------------------------------------| | Time | Volume| Pressure | Clamp force|Flow rate|Status | | (s) | (%) | (MPa) | (tonne) |(cm^3/s) | | |-------------------------------------------------------------| | 0.14 | 3.61 | 8.26 | 0.08 | 16.45 | V | | 0.27 | 7.78 | 11.66 | 0.14 | 18.57 | V | | 0.40 | 12.57 | 12.01 | 0.15 | 18.81 | V | | 0.54 | 17.42 | 12.25 | 0.16 | 18.84 | V | | 0.70 | 23.37 | 12.47 | 0.16 | 18.90 | V | | 0.81 | 27.44 | 12.54 | 0.16 | 18.91 | V | | 0.95 | 32.42 | 12.60 | 0.17 | 18.93 | V | | 1.10 | 37.72 | 12.64 | 0.17 | 18.94 | V | | 1.23 | 42.45 | 12.67 | 0.17 | 18.94 | V | | 1.34 | 46.51 | 12.69 | 0.17 | 18.94 | V | | 1.52 | 53.03 | 12.71 | 0.17 | 18.94 | V | | 1.65 | 57.48 | 12.73 | 0.17 | 18.95 | V | | 1.76 | 61.69 | 12.74 | 0.17 | 18.95 | V | | 1.88 | 65.91 | 12.75 | 0.17 | 18.95 | V | | 2.02 | 70.95 | 12.76 | 0.17 | 18.95 | V | | 2.15 | 75.66 | 12.78 | 0.18 | 18.94 | V | | 2.30 | 81.07 | 12.87 | 0.19 | 18.93 | V | | 2.42 | 85.68 | 12.91 | 0.20 | 18.95 | V | | 2.55 | 90.11 | 12.94 | 0.21 | 18.95 | V | | 2.68 | 94.82 | 12.96 | 0.22 | 18.95 | V | | 2.80 | 98.88 | 13.25 | 0.36 | 18.93 | V/P | | 2.81 | 99.21 | 10.60 | 0.30 | 10.39 | P | | 2.82 | 99.36 | 10.60 | 0.29 | 10.38 | P | | 2.85 | 99.85 | 10.60 | 0.43 | 8.63 | P | | 2.85 |100.00 | 10.60 | 0.51 | 8.63 |Filled |
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