注射壓縮成型工藝過(guò)程的模擬仿真及模具設(shè)計(jì).pdf

1、隨著模具的現(xiàn)代化設(shè)計(jì)方法與高分子數(shù)值模擬技術(shù)的不斷改進(jìn)和發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)（CAD/CAM/CAE）日趨成熟，逐漸成為攻克塑料加工領(lǐng)域技術(shù)性難題的有效途徑。按加工方法不同，塑料制品成型工藝分為注射成型、中空吹塑成型、擠出成型、壓縮成型和熱成型等等。注射成型因能夠快速、批量成型幾何形狀復(fù)雜的高精密制件而成為塑料工業(yè)領(lǐng)域最廣泛的加工手段。壓縮模具因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)于流動(dòng)性能較差的熱固性塑料適用性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)在塑模中占有重要的一席之地。注射壓縮成

2、型模具充分集合了塑模和壓縮模的優(yōu)點(diǎn)，可以成型如光盤(pán)、透鏡和汽車車窗等普通注射或壓縮工藝難以滿足質(zhì)量要求的制品。注-壓復(fù)合模具和工藝參數(shù)的設(shè)計(jì)需要建立在模具 CAD/CAE模擬的基礎(chǔ)上，綜合運(yùn)用模具工程師的經(jīng)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)的分析處理能力，縮短研發(fā)周期與降低生產(chǎn)成本。
　　本文在深入考察和分析注射壓縮成型原理的理論基礎(chǔ)上，以厚壁光學(xué)元件-門(mén)側(cè)燈以及薄壁光學(xué)元件-光盤(pán)為研究對(duì)象，通過(guò)仿真模擬確定了模具結(jié)構(gòu)和工藝參數(shù)，進(jìn)行了模具設(shè)計(jì)以及二次開(kāi)

3、發(fā)工作。主要工作內(nèi)容如下：
　　1.建立注射壓縮成型CAE數(shù)學(xué)模型?；谟邢拊?有限差分混合法等數(shù)值分析理論，從流體連續(xù)性、運(yùn)動(dòng)和能量方程出發(fā)，充分分析熔體在壓力場(chǎng)、溫度場(chǎng)中的粘度、傳熱特性和流動(dòng)狀態(tài)，建立了描述注塑壓縮成型各階段的數(shù)學(xué)模型。
　　2.門(mén)側(cè)燈注射壓縮成型過(guò)程數(shù)值模擬與模具設(shè)計(jì)。針對(duì)厚壁光學(xué)元件-門(mén)側(cè)燈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，運(yùn)用模流分析軟件 Moldflow2014對(duì)塑件進(jìn)行初步充模分析，隨后以塑件頂出時(shí)的體積收縮率以及

4、翹曲變形量作為質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用軟件自帶的DOE技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，確定工藝參數(shù)變量對(duì)優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)的影響級(jí)別，然后再次輸入三個(gè)影響最大的變量進(jìn)行響應(yīng)實(shí)驗(yàn)，最終確定出最佳成型條件。結(jié)合模流分析結(jié)果，運(yùn)用制圖軟件Auto CAD進(jìn)行門(mén)側(cè)燈注射壓縮模具設(shè)計(jì)，闡述了該套模具的工作過(guò)程及優(yōu)點(diǎn)。
　　3.光盤(pán)注射壓縮成型仿真模擬與模具設(shè)計(jì)。針對(duì)薄壁光學(xué)元件-光盤(pán)在成型過(guò)程中遇到的技術(shù)難題，綜合運(yùn)用Moldflow軟件的模流分析功能和UG軟件的模具設(shè)計(jì)功

5、能，重點(diǎn)以光學(xué)雙折射結(jié)果-相移為實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，得到了較為合理的成型工藝參數(shù)，最后根據(jù)有限元分析結(jié)果進(jìn)行了模具設(shè)計(jì)，重點(diǎn)探討了關(guān)鍵零部件的構(gòu)造。
　　4.基于UG的光盤(pán)注射壓縮模具二次開(kāi)發(fā)。以光盤(pán)注射壓縮模具為例進(jìn)行注-壓復(fù)合模具的二次開(kāi)發(fā)，運(yùn)用Visual Basic6.0建立二次開(kāi)發(fā)程序界面，基于UG強(qiáng)大的二次開(kāi)發(fā)功能，應(yīng)用其開(kāi)發(fā)工具UG/Grip和UG/Open MenuScript完成了建模、程序調(diào)用以及菜單的定制。此技術(shù)路線簡(jiǎn)