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1、吉林大学硕士研究生学位论文 论文分类号 TG241 单 位 代 码 10183 密 级 内 部 研 究 生 学 号 2200517 吉 林 大 学 硕 士 学 位 论 文 基于 CAE 技术的注塑工艺参数优化设计 基于 CAE 技术的注塑工艺参数优化设计 Optimum Design of Injection Technology Parameters Based on CAE Technique 作者姓名: 贺 敏 专 业: 材料加工工程 导师姓名 曾宪文 教 授 及 职 称: 付文智 副教授 论文起止年月：2001 年 9 月至 2003 年 2 月 作者姓名: 贺 敏 专 业: 材料加工
2、工程 导师姓名 曾宪文 教 授 及 职 称: 付文智 副教授 论文起止年月：2001 年 9 月至 2003 年 2 月 硕硕 士士 学学 位位 论论 文文 吉吉 林林 大大 学学 作作 者者 贺贺 敏敏 吉林大学硕士研究生学位论文 提 要 传统的注射模设计方法在短时间内实现在成千上万种材料、各种复杂的几何造型及各种不同的工艺中很难找出理想的组合，长期以来，我国的注射模设计主要依靠设计者的经验和直觉，通过反复试模、修模，不断修正设计方案，缺乏科学依据，具有较大的盲目性，不仅使模具的生产周期长、成本高，而且质量也难以保证,甚至可能因此而失去市场竞争力。CAE 技术的应用带来的直接好处是省时省力，
3、减少试模、修模次数和模具报废率，缩短模具设计制造周期，降低成本，提高产品质量。本文对于 CAE 软件的原理及应用作了研究和探讨。 本文探讨了注塑模拟 CAE 软件的原理，介绍了 Moldflow 系统的结构，分析了塑料的基本力学模型和粘度模型，建立起注射填充过程、保压阶段及冷却阶段的数学模型，确定相应边界条件后，便可对数学模型进行求解。阐述了如何使用 CAE 优化浇注系统，阐述了塑件浇注系统设计的理论计算方法，包括平衡布置流道系统、 非平衡布置和单型腔多浇口模具的流道系统，并就非自然平衡流道系统的情况作了举例分析。还阐述了浇口设计的相关准则，包括浇口的类型选择，浇口尺寸及浇口位置的确定，并举例
4、作了分析。分别讨论了温度、压力、时间等工艺参数对注塑成型的影响以及各参数的确定方法。通过对轿车空调器主板顶盖和轿车空调器主板两个塑件为例，对塑料制品的注射成型工艺设计过程作了分析研究，并分析得到优化的工艺设计参数，对实际模具的制造和改进具有指导意义。但不同的塑料制品，不同的模具，其成型过程中出现的问题是不同的，须比较分析才能确定，从而找到解决问题的办法。 关键词：CAE Moldflow 系统 注塑模 注射成型 工艺参数 优化设计 吉林大学硕士研究生学位论文 I 目 录 第一章 绪 论 .8 1.1 注射模 CAE 技术的作用及意义 .8 1.2 塑料模 CAE 技术的发展现状 .9 1.3
5、塑料模 CAE 技术的发展趋势 .11 1.4 塑料模 CAE 技术的理论方法及应用 .12 1.5 本文研究的主要内容 .13 第二章 注塑模拟 CAE 的原理 .14 2.1 MOLDFLOW系统的结构.14 2.2 塑料的粘弹性及粘度模型 .16 2.2.1 塑料的基本力学模型.16 2.2.2 塑料的粘度模型.16 2.3 注射填充过程计算机模拟 .18 2.3.1 浇注系统填充过程的数学模型.18 2.3.2 型腔填充过程的数学模型.19 2.4 注塑成型保压分析的数值方法 .21 2.5 注塑成型冷却阶段数学模型 .23 2.6 本章小结 .24 第三章 注塑浇注系统的优化设计 .
6、20 3.1 流道的优化设计 .20 3.1.1 平衡布置的流道系统.22 3.1.2 非平衡布置和单型腔多浇口模具的流道系统.23 3.1.3 应用实例分析.26 3.2 浇口的优化设计 .27 3.2.1 浇口类型的选择.27 3.2.2 浇口尺寸的设计.29 3.2.3 浇口位置的确定.30 3.2.4 应用实例分析.31 3.3 本章小结 .33 吉林大学硕士研究生学位论文 II 第四章 注塑工艺参数的确定及对塑件质量的影响 .34 4. 1 温度对注射成型的影响.34 4.1.1 模温控制系统简介.34 4.1.2 模具温度对制品的影响.35 4.1.3 注射温度对制品的影响.37 4.1.4 温度参数的确定.37 4.2 压力对注射成型的影响 .38 4.2.1 基本分析.39 4.2.2 保压曲线的确定方法.41 4.3 时间参数的确定 .
