基于Moldflow的酒瓶盖注塑成型模具设计及工艺改进

摘要

酒瓶盖作为食品接触类产品，它的安全性备受人们关注。目前生产塑料瓶盖的材料逐渐由原来的PC材料，改为更符合安全标准的PET材料。中套作为酒瓶盖中的一个关键零件，它的结构复杂，尺寸精度要求高，再加上PET材料对成型温度较为敏感，致使现有中套注塑模具在浇注、冷却和成型质量等方面效果不太理想。基于Moldflow分析软件对酒瓶盖中套原有模具进行分析，进一步改进模具结构和调整工艺参数，以提高PET材料酒瓶盖中套的生产效率和成型质量，主要工作和成果如下：　　(1)经过大量文献资料的查阅和学习，分析总结出了国内外注塑模具成型的研究现状和发展趋势、国内外瓶盖模具及工艺的研究现状以及注塑CAE技术的发展趋势。　　(2)阐述了CAE分析模拟过程中的基本理论，基于高分子熔体在模具型腔流动的物理模型和数值求解方法，对白酒瓶盖中套现有模具的浇注系统、顶出系统、冷却系统等三大系统的设计进行了分析总结。同时分析了某企业白酒瓶盖的基本组成、瓶盖中套的结构及装配关系，并根据现有中套产品存在的主要问题，确定了中套结构的改进方案。　　(3)针对中套改进后结构的CAE分析模型，基于Moldflow软件中的MPI/flow分析模块进行浇注过程的分析，拟定了两种浇注方案。研究了模流和翘曲变形，确定最佳浇注方案，通过分析，获得了最佳浇注工艺参数，满足企业要求。利用MPI/Cool分析模块对中套冷却系统进行模拟分析，根据分析结果中套注塑模具的冷却回路进行了改进设计，提高了中套模具的生产冷却效率。　　利用改进后的模具结构和工艺参数进行生产，统计数据表明：在中套顶出时，分酒盘处最高温度降低了8.8℃，冷却水的出入口温差也降低了0.12℃，冷却时间减少了0.24s，每套模具每月在原来基础上增收至少10%。该研究结果为PET材料在白酒瓶盖生产中的应用提供一定参考作用。

目录

声明

第1 章 绪论

1.1 课题研究背景和意义

1.1.1课题研究背景

1.1.2 课题研究的意义

1.2 国内外注塑成型的研究现状和发展

1.2.1国外注塑成型的研究现状和发展

1.2.2国内注塑成型的研究现状和发展

1.3 国内外瓶盖模具及工艺的研究现状

1.3.1国外瓶盖模具及工艺的研究现状

1.3.2 国内瓶盖模具及工艺的研究现状

1.4注塑CAE技术的发展

1.5 本课题研究的主要内容

第2 章 酒瓶盖CAE 分析的数值模拟理论

2.1 CAE分析模拟过程中的基本方程

2.2 CAE模拟注塑流动过程的假设和简化

2.3 CAE分析模拟中的流体数学物理模型

2.4 CAE分析模拟注塑成型过程中的理论分析

2.5 本章小结

第3 章 酒瓶盖的结构分析及模具

3.1 酒瓶盖结构分析

3.1.1 酒瓶盖的基本结构

3.1.2 酒瓶盖中套的结构分析和装配关系

3.1.3酒瓶盖中套存在的问题

3.2 酒瓶盖中套结构的改进

3.3 酒瓶盖模具结构

3.3.1 浇注系统

3.3.2 冷却系统

3.3.3顶出系统

3.4 本章小结

第四章 酒瓶盖的CAE 模型和注塑工艺参数分析

4.1 CAE分析模型

4.1.1 几何模型的建立

4.1.2 网格划分及材料选择

4.1.3 浇注系统设计与分析

4.2工艺参数设置

4.3 基于 MPI/FLOW模块的模流分析

4.3.1 充填时间

4.3.2 气穴

4.3.3熔接线

4.3.4锁模力

4.3.5体积收缩率

4.4 基于 MPI/Warp模块的翘曲变形分析

4.5 最佳浇注工艺参数的确定

4.6 本章小结

第5 章 酒瓶盖模具冷却系统的设计

5.1 注塑模具冷却系统的必要性

5.2 冷却系统设计原则

5.3 模具冷却回路的布置

5.3.1 型芯冷却回路的布置

5.3.2其他冷却回路布置

5.4 基于 MPI/COOL 模块的冷却回路分析

5.4.1 MPI/Cool 分析模块的作用

5.4.2基于 MPI/Cool 模块的冷却模拟

5.5 酒瓶盖模具生产验证

5.6 本章小结

总结与展望

总结

展望

参考文献

致 谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文