塑料注射成型型芯偏移分析

摘要

注射成型塑料中空件,型芯是必不可少的,若在成型过程中型芯四周的熔体压力呈不均匀分布,型芯容易产生偏移,这会导致塑件孔壁厚不均,对塑件的结构以及外观产生影响,甚至可能导致脱模时型芯发生断裂。而型腔内熔体的压力分布与很多因素有关,如模具结构、成型工艺参数等。本文以助听器上的一个零件作为分析实例,应用CAE技术研究浇口位置、成型工艺参数对型芯偏移的影响规律,并进行实际注射成型实验,验证CAE模拟的准确性。
　　 模拟结果表明,浇口位置以及成型工艺参数对型芯偏移有很大的影响。在填充过程中当型芯四周的熔体高度差较小时,型芯偏移较小,因此可以通过优化浇口位置来减小型芯四周熔体的高度差,从而减小型芯偏移;在填充阶段,提高熔体温度,缩短注射时间可以降低注射压力,减小型芯偏移；在保压阶段,保压压力越小,型芯偏移越小,不同的保压方式对型芯偏移的影响很小,当浇口凝固后保压时间对型芯偏移不产生影响。
　　 最后进行实际注射成型,观察并测量了在不同成型工艺参数设置下同一高度截面塑件孔的位置和尺寸,结果表明工艺参数对型芯偏移的影响规律与CAE模拟结果有很好的一致性。
　　 本文的研究工作对具有细长孔结构的塑件注射成型具有一定的参考和指导作用。

目录

文摘

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 注射成型基本过程

1.3 注射成型工艺分析

1.3.1 压力参数

1.3.2 温度参数

1.3.3 时间参数

1.3.4 注射速度

1.4 注射成型CAE技术发展概况

1.5 注射成型CAE技术的国内外应用现状

1.6 课题来源及研究内容

1.6.1 课题来源

1.6.2 研究对象及研究内容

1.6.3 本课题的研究目的和意义

第二章 注射成型理论基础

2.1 流变学基本方程

2.2 双面流填充过程理论基础

2.2.1 基本假设和简化

2.2.2 边界条件的确定

2.2.3 熔体填充过程流动方程

2.2.4 粘度模型

2.2.5 熔体前沿位置确定

2.3 实体流填充过程理论基础

2.3.1 基本假设和简化

2.3.2 控制方程

2.3.3 边界条件的确定

2.3.4 熔体前沿位置的确定

2.4 双面流保压过程数学模型

2.4.1 基本假设和简化

2.4.2 初始和边界条件

2.4.3 保压过程控制方程

2.4.4 材料性质描述

2.5 三维技术保压过程数学模型

第三章 浇口位置对型芯偏移的影响

3.1 引言

3.2 塑件以及型芯结构分析与模型简化

3.3 浇口位置选用原则

3.4 浇口位置分析

3.5 浇注系统的建立

3.6 初始浇口位置得到的结果

3.7 浇口位置优化

3.8 不同浇口位置填充结果对比

3.9 本章小结

第四章 填充阶段工艺参数对型芯偏移的影响

4.1 引言

4.2 正交实验设计

4.3 实验结果及分析

4.4 显著因素的单因素分析

4.4.1 熔体温度

4.4.2 注射时间

4.5 填充阶段型芯偏移对最大型芯偏移的影响

4.6 本章小结

第五章 保压阶段工艺参数对型芯偏移的影响

5.1 引言

5.2 保压时间对型芯偏移的影响

5.3 不同保压方式对型芯偏移的影响

5.3.1 恒压保压过程

5.3.2 线性递增保压方式

5.3.3 线性递减保压方式

5.3.4 先恒压后线性递减保压方式

5.3.5 先恒压后线性递增保压方式

5.4 本章小结

第六章 实验验证

6.1 实验设备

6.1.1 注塑机

6.1.2 模具

6.2 实验材料及特性

6.3 实验工艺参数设置

6.4 实验结果及分析

6.4.1 不同保压压力的影响

6.4.2 不同熔体温度的影响

6.4.3 不同注射速度的影响

6.5 本章小结

第七章 结论

7.1 全文总结

7.2 研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文