按摩器课程设计

模具设计说明书

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机械工程学院

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模具设计实例——吹风机外壳

下面一图1所示的吹风机外壳为例，介绍PRRO/E野火5.0模具设计的一般过程。

图1 吹风机外壳结构

设计要求：要求使用Moldflow模流分析，设计一模两件，导入EMX模架。一．Moldflow应用

1. Moldflow模流分析，确定最佳浇口位置

下面以吹风机外壳塑料件作为分析对象，分析最佳浇口位置以及缺陷。吹风机外壳三维模型如图1-1所示。

图1-1 吹风机外壳造型

（1）格式转存。将在三维设计软件如PRO/E，UG，SOLIDWORKS中设计的吹风机外壳保存为STL格式，注意设置好弦高。

（2）新建工程。启动MPI，选择“文件”，“新建项目”命令，如图1-2所示。在“工程名称”文本框中输入“gongcheng”，指定创建位置的文件路径，单击“确定”按钮创建一新工程。此时在工程管理视窗中显示了“gongcheng”的工程，如图1-3所示。

图1-2 “创建新工程”对话框图1-3 工程管理视图

（3）导入模型。选择“文件”，“输入”命令，或者单击工具栏上的“输入

模型”图标，进入模型导入对话框。选择STL文件进行导入。选择文件“gongcheng.stl”。单击“打开”按钮，系统弹出如图1-4所示的“导入”对话框，此时要求用户预先旋转网格划分类型（Fusion）即表面模型，尺寸单位默认为毫米。单击“确定”按钮，吹风机外壳模型被导入，如图1-5所示。

图1-4 导入选项图1-5 吹风机外壳模型（4）网格划分。网格划分是模型前处理中的一个重要环节，网格质量好坏

直接影响程序是否能够正常执行和分析结果的精度。双击方案任务

图标，或者选择“网格”，“生成网格”命令，工程管理视图中的“工具”页面显示“生成网格”定义信息，如图1-6所示。

单击“立即划分网格”按钮，系统将自动对模型进行网格划分和匹配。网格划分信息可以在模型显示区域下方“网格日志”中查看，如图1-7所示。

图1-6 “生成网格”定义信息图1-7 网格日志

划分完毕后，可以看见如图1-8所示的吹风机外壳网格模型，此时在管理视窗新增加了三角形单元层和节点层，如图1-9所示。

图1-8 网格模型图1-9 层管理视窗（5）网格检验与修补。网格检验与修补的目的是为了检验出模型中存在的不合理网格，将其修改成合理网格，便于MOLDFLOW顺利求解。选择“网格”，“网格统计”命令，系统弹出“网格统计”对话框，如图1-10所示。

图1-10 “网格统计”对话框

“网格统计”对话框显示模型的纵横比范围为1.156000~69.730000，匹配率达到84.5%大于80%，重叠单元个数为0，自动划分网格的吹风机外壳模型网格匹配率较高，达到计算要求。

（6）网格处理。根据网格统计信息，提高匹配率最佳的处理方法是修改网格边长，网格平均边长越小，网格精度越高，匹配度也越高。本例中网格数为9334个，匹配度为72.3%。因此可以通过缩短网格的平均长度来提高匹配率。

双击方案任务视窗中的，“工具”页面显示“生成网格”定义信息，选中“重新划分网格”复选框，如图1-11所示。将默认的边长3.85改为3.0。单击“立即划分网格”按钮，系统对自动网格进行重新划分，划分后的网格如图1-12所示。网格统计如图1-13所示。

图1-11 “生成网格”定义信息图1-12 重新划分后的网格

图1-13 “网格统计”对话框

重新划分好的网格数9996个，纵横比范围1.159000~48.75000。匹配度80.6%，满足冷却和翘曲分析要求。

2. 网格自动修补

（1）Moldflow提供的网格自动修补功能能够自动搜索并处理模型中存在的单位交叉和单元重叠问题，同时可以改进单元的纵横比，对表面模型非常有效，但该功能不能完全解决所有网格中存在的问题。

（2）操作方法：选择“网格”，“网格工具”，“自动修复”命令，“工具”页面显示如图2-1所示的“自动修复”定义信息。

图2-1 “自动修复”定义信息

（3）单击“应用”按钮，系统自动修补所有的交叉和重叠网格单元，改善网格的纵横比。

3. 纵横比处理

（1）纵横比处理功能可以降低模型网格的最大纵横比，使其接近所给出的目标值。

（2）操作方法：选择“网格”，“网格工具”，“修改纵横比”命令，“工具”页面中显示如图3-1所示的“修改纵横比”定义信息。在“目标最大纵横比”文本框中输入用户所需的数值。

图3-1 “修改纵横比”定义信息图3-2 “选择分析顺序”对话框

（3）选择类型分析。Moldflow提供的分析类型有多种，但作为产品的初步成型分析，首先的分析类型为“浇口位置”，其目的是根据“最佳浇口位置”的分析结果设定浇口位置，避免由于浇口位置不当引起的不合理成型。

双击方案任务视窗中的图标，或者选择“分析”，“设定分析序列”命令，系统自动弹出“选择分析顺序”对话框，如图3-2所示。

选择对话框中的“浇口位置”，单击“确定”按钮，此时方案任务视窗中第

三项变为。分析类型选定。

（4）定义材料类型。塑料吹风机外壳的成型材料使用默认的PP材料。在方案任务视窗中的“材料”栏显示。

（5）浇口优化分析。浇口优化分析时不需要事先设置浇口位置。成型工艺条件采用默认。双击方案任务视察中的“立即分析”，系统弹出3-3所示的信息提示对话框，单击“确定”按钮开始分析。

（6）当屏幕中弹出分析完成对话框时，如图3-4所示，表面分析结束。方案任务视窗中显示分析结果，如图3-5所示。

图3-3 信息提示对话框图3-4 分析完成

图3-5 方案任务视窗

（7）分析日志窗口中的GATE信息的最后部分给出了最佳的浇口位置结果，如图3-6所示，最佳的位置出现在N208节点附近。

（8）选中图3-5所示的方案任务视窗中的“最佳浇口位置”复选框，模型显示区域会给出结果图像。如图3-7所示。