模流分析与实验设计在生产制造中的应用

摘要

模流分析通过运用有限元分析方法，采用薄壳模型，能够准确地分析塑料熔体在整个注塑过程中的流动形态、充填时间、注射压力、温度分布、熔接线、包风位置、锁模力、剪切力等，从而为注塑模具设计、注塑设备选取、成型参数设定等提供重要依据，达到在实际研发生产过程中缩短开发周期，降低开发成本，保证塑料件产品质量的目的。本文围绕塑料产品模具设计方案确定与成型过程参数优化这两个问题，分别应用了模流分析技术与四角视窗的试验设计展开了研究。 1.应用塑胶特性基本理论、流长比、薄壁射出等理论知识，对注塑产品进行分析，及时发现潜在的问题，以避免开发失败。 2.应用实例模流分析，验证了前一步分析中的预测，并获得了多种模具方案下成型的数值模拟结果；通过对模拟结果的分析和不同方案优缺点的比较，初步确定了合理的模具设计方案，为模具设计过程提供了指导。 3.通过对注射生产实际过程的实验设计，应用注塑基本理论与熔胶剪切粘度概念，建立了系统的注塑产品实验设计方法，从而针对注塑模具确定了一组最佳成型过程参数和几个重要参数的取值范围。这些参数的优化对提升良品率和降低制造成本具有重要意义。 本文的研究成果，不仅可以解决文中具体注塑产品的模具设计和成型注射加工等实际问题，而且建立了一个全面塑料制品研发与生产的解决方案，可为产品设计、产品分析、模具设计、生产工艺参数优化等方面的技术研究和开发提供新的思路。

目录

文摘

英文文摘

西北工业大学学位论文知识产权声明书及西北工业大学学位论文原创性声明

本文的主要创新点与贡献

第1章绪论

1.1引言

1.2文献综述

1.2.1射出成型的发展概况

1.2.2射出成型中的影响参数

1.3塑料射出成型的计算机仿真

1.3.1 CAE领域中的模流分析

1.3.2模流分析与薄壳理论

1.3.3模流CAE技术的实现过程

1.3.4模流分析软件的发展趋势

1.4模具设计

1.4.1流道设计

1.4.2浇口设计

1.5实验设计

1.5.1实验设计概述

1.5.2实验设计在本文中的应用

1.6本文选题的背景和意义

1.7本文的主要研究内容

第2章C产品模流分析与实验设计的理论基础

2.1引言

2.2 C产品介绍及成型所面临的问题

2.2.1 C产品及质量要求

2.2.2 C产品射出成型面临的问题

2.3 C产品成型缺陷分析及过程参数研究

2.3.1产品充填时肉厚的影响

2.3.2产品充填速度的影响

2.3.3缝合线与迟滞效应

2.3.4塑件的收缩

2.3.5塑件的翘曲变形

2.4 C产品模流分析基础

2.4.1模流分析简介

2.4.2模流分析理论基础

2.5实验设计在C产品上的应用

2.5.1四角视窗成型技术流程图

2.5.2四角视窗成型实验步骤

2.6本章小结

第3章C产品理论模流分析与数值分析

3.1 C产品概况说明

3.1.1 C产品及其工艺性说明

3.1.2整体尺寸与肉厚检查

3.2 C产品薄壁结构与注塑设备选用

3.2.1薄壁结构简述

3.2.2薄件成型对射出成型机的要求

3.2.3 C产品成型设备选用

3.3 C产品模流分析应用准备

3.3.1 C产品模流分析需解决的问题

3.3.2模流分析软件及应用参数的选取

3.4 C产品模流分析数值计算结果与分析

3.4.1进浇位置与进浇形式的研究

3.4.2不同方案模流模拟结果分析与综合比较

3.5本章小结

第4章基于模流分析的C产品模具设计

4.1引言

4.2模具设计的准备工作

4.2.1开模前产品模型检查

4.2.2模具所对应注塑机台

4.2.3模具材料选取

4.3模具设计

4.3.1模具设计方案分析

4.3.2模具设计方案一

4.3.3模具设计方案二

4.3.4水路设计的两个细节

4.4模具设计两个细节问题的分析

4.4.1滑块与动模合模线位置的确定

4.4.2滑块背面的压紧

4.5本章小结

第5章实验设计应用

5.1引言

5.2两种方案样品试制及比较

5.3生产方式确定

5.4四角视窗实验应用

5.4.1确定保持压切换点

5.4.2确定保持压时间

5.4.3确定注射速度

5.4.4确定四角视窗

5.4.5成型过程参数优化

5.5本章小结

结论

参考文献

致谢