第1章 绪论
1.1塑料在汽车零部件上的应用
作为国民经济建设中的重要产业，汽车工业对其它国民产业的影响非常之大，如金属冶炼加工产业、机械化电子产业、轻型工业产业、石油化工加工产业等。从各行业的发展历史及趋势来看，整体汽车行业的发展在众多行业中是佼佼者。伴随汽车生产技术的发展，汽车需求量的增多，人们对汽车的外观形状是否美观、使用性能是否环保、内饰环境是否舒适等方面的要求越来越高。高聚物材料塑料以其良好的加工性能和价格方面的优势在汽车制造行业中得到越来越多的青睐，其发挥的作用也正日益明显的呈现在人们面前。利用塑料制件代替汽车中的部分金属制件可以大大的提高汽车在其设计中、生产制造中的灵活性，最终得到外型更为美观的汽车造型，更加低廉的生产制造成本、更为节能和环保的使用性能。在确定汽车产业的发展水平是否高低的方面上，车用塑件所占汽车零件的比例的多少已成为最重要的标志之一。
1.1.1国内汽车塑料件的发展
我国车用塑料零件的消耗所占比例的增长很快。据推测，到 2010 年末，在我国生产汽车的总数大概为 725 万辆，消耗塑料的总量将达到 130 万吨，每车的塑料平均消耗约占汽车自身重量的8%~12%，约为125kg；到2025年，车用消耗塑料总数将达到 618.6 万吨，每车的塑料消耗提高到 521kg，所占比例提升到 25%~30%。其中在众多的使用塑料中，聚丙烯以 21%列居车用塑料所占比例的榜首。汽车的内饰件、汽车的外饰件涵盖了我国的车用塑件市场。此外汽车用的功能塑件也是将我国车用塑件的开发重点。此三类车用塑件的具体介绍如下为： 汽车的内饰件主要是指与人们接触最为紧密的汽车内部结构零件。
通常包括储物盒、车门扶手、仪器表盘、车内门底板等。通常市场上生产汽车内饰件使用最多的塑料为 PU；依据我国高分子材料的发展及其生产技术水平来看，PP 则是最有潜力的汽车内饰件的原料。 汽车的外饰件主要是指车外与环境接触的汽车结构件。汽车外饰塑件通常包括保护车体的保险杠、保证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门底板等。汽车用外饰塑件主要采用 PP+EPDM、PC/PBT、SMC、RIMPU 等原料制成，其中 PP+EPDM 最受青睐。 汽车的功能塑件通常包括汽车的动力源的容器油料箱、汽车的动力启动系统汽车发动机中的零部件、汽车传动系统的重要组成之一汽车的电器系统及汽车的进气系统。汽车功能塑件的主要原料可为工程塑料。
1.1.2国内外汽车塑料件的差距
国外车用塑料的发展遥遥领先于我国。国外车用塑料的发展特点为塑料件使用重量所占整车的总量的比重大、增长快；车用塑料使用的种类多，范围广泛，从通用的高分子材料到高性能的高分子材料，从汽车内部的装饰件到汽车的功能件；例如，德国、美国、日本等国的汽车塑料用量已达到10%~15%，有的甚至达到了20%以上。就不同品种的塑料用量来看，如果按使用数量排列，德国是PVC、PU、PP、PE、ABS；美国是PU、PP、PE、PVC、ABS；日本是PVC、PP、PU、ABS、PE、FRP。我国现今车用塑料的使用量、种类只达到发达国家上世纪水平。
在工艺技术方面我国与国外也存在一定的差距：首先是塑料材料的基础研究及其工艺技术落后。塑料性能指标与国外有较大差距，原材料不稳定，对成型工艺影响较大；其次是塑料件的应用范围较窄，尤其是全塑车身的开发应用与国外的差距最大。国内塑料外板件的应用主要集中在大客车顶盖后围板，全塑车身轿车尚在试制中；车身外板件多采用FRP材料，热塑性塑料车身外板件应用尚属空白，如国产大客车塑料外板件应用均以手糊FRP木料为主，只有部分车型车身部件采用SMC材料工艺；热塑性注塑成型外板件的应用几乎为零。国内汽车设计者对塑料件的熟悉程度远不如国外同行，塑料件制造商与汽车设计者之间的沟通、了解也远不够。最后是成型用工艺装备即模具的设计与制造技术手段落后，产品质量不能保证，模具开发周期长。
第2章 轿车储物盒模拟方案的成型条件
2.1 支持分析的 Moldflow 软件
进行塑件 CAE 分析的首要条件是要有强的软件支持，本论文进行分析所采用软件是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造者。Moldflow软件对热塑性塑料熔体进入模具的流动过程的模拟分析是非常成功的，特别是在复杂情况下的分析，是世界公认的注塑CAE工业标准。 Moldflow 软件通过“进行广泛注塑分析”的战略将 Moldflow 积累的丰富注塑经验带进制件和模具设计中，并将注塑分析与实际注塑机控制相联系，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、提高制件生产质量的稳定性，使制件具有更好的工艺性。Moldflow软件对注塑成型进行数值模拟的具体实施方法为在计算机上，利用有限元衍生的分析方法，对数据进行处理、验证进而找到合理的成型参数。Moldflow软件主要由下面三个分析模块组成： Moldflow Plastics Advisers(产品优化顾问，简称 MPA)：MPA 软件使得塑件设计者、模具设计者对设计完的产品进行模拟及分析，在较短的时间内就可以评判产品的质量，得到最佳的产品优化方案； Moldflow Plastics Insight(注塑成型模拟分析，简称 MPI)：它提供了强大的分析功能、可视化功能和项目管理工具。这些工具使使用者可以对产品深入的分析优化。MPI 使用者可以对制件的几何形状、材料的选择、模具设计及加工参数设置进行优化，从而获得高质量的产品； Moldflow Plastics Xpert(注塑成型的过程控制，简称 MPX)：它的精华部分就是能对注塑程中的产品质量进行专家式的完美控制。通过软件系统与硬件系统的连接，它能够对塑件品质及生产进行监控进而实现注塑的自动优化生产。
第3章 轿车储物盒上盖的模拟成型分析.................... 24-38
3.1 储物盒上盖浇口形式模拟方案.................. 24-27
3.1.1 最佳浇口位置的预测.................. 24-25
3.1.2 储物盒上盖浇口形式..................25-27
3.2 浇口形式模拟方案的分析及对比.................. 27-32
3.3 储物盒上盖浇口数目模拟方案.................. 32-33
3.4 浇口数目模拟方案的分析..................33-36
3.5 本章小结..................36-38
第4章 轿车储物盒下盒的模拟成型.................. 38-45
4.1 储物盒下盒浇注方案设定 ..................38-40
4.1.1 最佳浇口位置的预测.................. 38-39
4.1.2 储物盒下盒浇注系统方案.................. 39-40
4.2 储物盒下盒模拟方案的分.................. 40-44
4.3 本章小结 ..................44-45
第5章 基于Pro/E软件的轿车储物盒注.................. 45-58
5.1 Pro/E 软件简介.................. 45
5.2 基于Pro/E 软件注塑模具设计流程.................. 45-46
5.3 轿车储物盒上盖模具设计 ..................46-52
5.3.1 EMX 模块简介.................. 47-48
5.3.2 储物盒上盖模具型腔设计.................. 48-50
5.3.3 储物盒上盖模具架整体设计.................. 50-52
5.4 轿车储物盒下盒模具设计 ..................52-57
5.5 本章小结.................. 57-58
结论
1.材料类型、模具材料、模具温度、塑料熔融温度、保压压力和保压时间等成型条件对制件质量、性能都有很大的影响。成型条件要根据实际情况加以选择，成型参数太大或太小都会影响制件的成型质量和生产效率。模拟分析前要对模拟方案进行合理的成型条件设定。
2.利用 Moldflow 软件对轿车储物盒上盖进行浇口的优化设计。首先对上盖的浇口形式、位置进行优化设计，通过对点浇口、直浇口、短边侧浇口、长边侧浇口的模拟结果分析对比得出短边侧浇口为最佳浇口形式。在此基础上结合储物盒上盖的尺寸、结构特点对其浇口数目的一个浇口、两个浇口、三个浇口的三种方案进行优化选择，最终确定填充时间短，气穴、熔接痕位置分布合理，翘曲变形小且分布均匀的方案四短边侧浇口方案为最佳浇口方案。
3.结合储物盒下盒的尺寸结构特点，利用 Moldflow 软件对其常采用的直浇口形式进行了数目为一、二、三的三种浇口方案的优化选择。通过对其进行填充时间、气穴、熔接痕、翘曲等四方面模拟结果的分析，最终确定流动平稳，填充时间较短，翘曲相对不明显，气穴数目较少且易排出，熔接痕数目少、长度短且较浅，表面质量较好的两直浇口方案为最佳浇口方案。
4.根据 Moldflow 软件的模拟结果，利用 Pro/E 软件提供的 Mold Design模块完成储物盒上盖的凸模、凹模、侧型芯等成型元件的设计、创建。利用Pro/E 软件中的 EMX 外挂模块对储物盒上盖模具的动定模板、导向机构、侧抽芯机构、浇注系统、推出机构等模架元件进行了尺寸、结构的设计，最终加载，生成了完整的模具三维实体装配图及其爆炸图。
5.结合 Moldflow 软件的模拟结果及储物盒下盖结构的特点，利用 Pro/E软件中的 Mold Design 模块完成储物盒下盒型腔元件（凸模、凹模、侧型芯）、动定模板、导向机构、侧抽芯机构、浇注系统、推出机构的设计、创建。利用 Assemble 模块对模具的各个元件进行装配，最终生成完整的模具三维实体装配图及其爆炸图。
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