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塑料制品注塑成型的流变学分析

作　者: 孙熙钊
导　师: 孔祥伟
学　校: 东北大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 注塑成型塑料名片格 Moldflow 流变学剪切粘度
分类号: TQ320.662
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

注塑成型是塑料制品重要的成型方法,可生产形状复杂、精度要求高的制品。注塑成型是一个相当复杂的物理过程,在注塑成型过程中,聚合物熔体经历了复杂的变形和温度变化,这些与产品的最终性能直接相关。模流分析是塑料制品注塑成型的一种重要技术手段,它对于优化设计、缩短成型周期、提高产品质量有着重要的意义。本论文以塑料名片格为研究对象,结合实际生产需求,选择PS351为材料,利用Moldflow软件,对一模两腔塑料名片格进行了分析,并对几种流变学粘度模型进行了计算、比较,取得的主要成果如下：(1)首先通过设计计算得出了塑料名片格各个主要部分的参数,然后在UG/MoldWizard中建立了塑料名片格注塑模具的三维模型。设计了一套完整的模具结构,其中包括型芯、型腔、模架、镶件、滑块、浇注系统和冷却系统等结构的设计。(2)利用Moldflow/MPI模流分析软件对塑料名片格注塑模具进行了网格划分,设置了分析类型和顺序,选择聚苯乙烯(PS)作为本次分析的材料,并确定了最佳浇口位置,完成分析前处理后对填充过程进行了模拟,对分析结果中的填充时间、压力、流动前沿温度、注塑口压力曲线等做出了分析。(3)根据不同粘度模型在不同温度下的材料参数得出了Power Law模型、Ellis模型和CIMP模型三种粘度模型剪切粘度-剪切速率曲线,分析得出CIMP粘度模型与Moldflow仿真分析中得到的粘度曲线最为接近,并对剪切粘度的影响因素进行了深入了讨论。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-21
  1.1 注塑成型简介  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-18
    1.2.1 注塑成型研究的发展历史、现状和发展趋势  11-15
    1.2.2 注塑模CAE技术的国内外研究现状  15-17
    1.2.3 存在的主要问题  17-18
  1.3 研究背景和意义  18-20
    1.3.1 研究背景  18-19
    1.3.2 研究意义  19-20
  1.4 研究内容  20-21
第2章塑料名片格注塑模具的设计  21-37
  2.1 前言  21-22
    2.1.1 注塑模具简介  21
    2.1.2 传统设计方法与CAD设计方法的比较  21
    2.1.3 设计内容与构思  21-22
  2.2 注塑模具的计算  22-35
    2.2.1 产品介绍  22
    2.2.2 注塑模具的整体设计  22
    2.2.3 浇注系统设计  22-24
    2.2.4 成形零件设计  24-27
    2.2.5 导向与定位机构设计  27-28
    2.2.6 脱模机构设计  28-30
    2.2.7 镶嵌式成型零件冷却系统的设计  30-33
    2.2.8 注塑机的选择  33-35
  2.3 塑料名片格的三维设计  35-36
  2.4 本章小结  36-37
第3章塑料名片格的MOLDFLOW分析  37-53
  3.1 Moldflow软件及其功能  37-38
  3.2 MoldFlow常用分析模块介绍  38-39
    3.2.1 MF/Flow流动分析  38
    3.2.2 MF/Cool冷却分析  38
    3.2.3 MF/Warp翘曲分析  38-39
  3.3 塑料名片格Moldflow分析前处理  39-43
    3.3.1 项目创建及模型导入  39
    3.3.2 模型的网格划分与修改  39-41
    3.3.3 分析类型及顺序的设置  41
    3.3.4 产品注塑材料的选择  41
    3.3.5 最佳浇口位置分析  41-43
  3.4 Moldflow分析计算  43-45
  3.5 结果分析  45-52
    3.5.1 填充时间分析  46
    3.5.2 压力分析  46-47
    3.5.3 流动前沿温度分析  47-48
    3.5.4 冷凝层因子分析  48
    3.5.5 注塑口压力曲线分析  48-49
    3.5.6 螺杆速率曲线分析  49-50
    3.5.7 气穴位置分析  50-51
    3.5.8 熔接线分析  51-52
  3.6 本章小结  52-53
第4章塑料名片格注塑成型的流变学分析  53-69
  4.1 引言  53-54
  4.2 充填过程中的流变学方程  54-59
    4.2.1 充模过程的基本方程  54-56
    4.2.2 基本方程的假设  56-57
    4.2.3 注塑充模粘度模型  57-59
  4.3 不同粘度模型的曲线  59-63
    4.3.1 幂率模型  59-60
    4.3.2 Ellis模型  60-61
    4.3.3 CIMP模型  61
    4.3.4 三种粘度曲线的分析比较  61-63
  4.4 CIMP模型和Cross-WLF模型的比较  63-66
    4.4.1 聚苯乙烯(PS)材料的流变特性  63-65
    4.4.2 CIMP模型和Cross-WLF模型曲线比较  65-66
  4.5 注塑成型流变学剪切粘度的深入讨论  66-67
    4.5.1 温度T的影响  66-67
    4.5.2 剪切速率和剪切应力的影响  67
    4.5.3 压力的影响  67
  4.6 本章小结  67-69
第5章结论与展望  69-71
  5.1 结论  69-70
  5.2 展望  70-71
参考文献  71-74
致谢  74

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