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基于数值模拟技术的小车架注塑模优化设计

作　者: 游茶彪
导　师: 刘建雄
学　校: 昆明理工大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 注塑模数值模拟小车架 CAD/CAE/CAM 优化设计
分类号: TP391.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

本文在简单介绍目前模具工业尤其是塑料模工业发展的基础上，对注塑模CAD／CAE／CAM技术的基本原理及国内外的研究与应用现状作了较为客观的分析、评价，阐明了本文的研究背景、意义和主要内容。从数值模拟的基本原理出发，研究、探讨了基于流体力学基本方程建立的塑料熔体充填过程数学模型。运用模流分析软件对写真机关键部件小车架的注塑成型过程进行了详细的数值模拟，完成了小车架模具的浇注系统设计，解决了塑料件关键位置的熔接痕问题；通过对小车架的成型过程进行深入优化分析，模拟并预测了冷却系统对小车架脱模温度的影响，优化了冷却方案；通过翘曲分析，确定了收缩为影响小车架精度的主要因素；掌握了小车架的注塑成型过程及其主要工艺参数。根据注塑成型模拟确定的小车架模具浇注系统结构及尺寸，采用注塑模设计软件对小车架模具进行了详细的结构设计。通过分析小车架的结构及其分型方式，设计了小车架模具的分型面，对模具进行了详细的镶拼件和脱模机构设计，选择了标准模架，并完成小车架注塑模设计。为了全面掌握现代注塑模设计、加工、生产过程，模具设计完成之后，在认真分析小车架模具典型结构件加工工艺及加工路线的基础上，对该零件的铣削过程进行了NC加工编程，并通过数控加工模拟对编制的数控加工程序进行检测，验证了刀路质量。文章最后对小车架模具的试模结果与注塑成型模拟结果进行了分析、比较，从比较结果来看，两者结果基本一致，这充分证明了注塑成型模拟分析的可靠性和对注塑模设计的指导作用。本文通过综合应用现代注塑模CAD／CAE／CAM技术，详细阐述了基于模具CAD／CAE／CAM技术的注射模设计、加工过程，充分体现了现代模具工业的发展方向与趋势。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-6
目录  6-9
第一章绪论  9-17
  1.1 现代模具工业的发展  9-12
  1.2 我国塑料模具工业现状及发展方向  12-13
  1.3 现代塑料模CAD/CAE/CAM技术的发展  13-14
  1.4 课题的研究背景及意义  14-15
  1.5 课题的研究内容  15-17
第二章注塑模CAE/CAM技术的基本原理与应用  17-29
  2.1 注塑模CAE技术  17-22
    2.1.1 CAE有限元分析技术概述  17-18
    2.1.2 塑料注塑成型模拟理论  18-21
    2.1.3 注塑成型 CAE技术的研究与应用  21-22
  2.2 注塑模 CAM技术  22-25
    2.2.1 模具 CAM技术概述  22-23
    2.2.2 注塑模 CAM的基本原理  23-25
    2.2.3 注塑模 CAM技术的研究与应用  25
  2.3 注塑模 CAD/CAE/CAM的系统集成  25-29
    2.3.1 注塑模的 CAD/CAE/CAM技术  25-28
    2.3.2 注塑模 CAD/CAE/CAM系统的研究与应用  28-29
第三章小车架注塑成型模拟初步  29-47
  3.1 小车架结构及工艺要求分析  29-32
    3.1.1 写真机的工作原理  29-30
    3.1.2 小车架的外观结构及作用  30-31
    3.1.3 小车架的工艺要求分析  31-32
  3.2 最佳浇口位置分析  32-36
    3.2.1 小车架三维实体模型的建立  32-33
    3.2.2 小车架有限元模型的生成  33-35
    3.2.3 最佳浇口位置分析  35-36
  3.3 浇注系统方案设计及成型模拟初步  36-44
    3.3.1 小车架模具分型方式分析  36-37
    3.3.2 浇注系统方案设计  37
    3.3.3 三种方案的注塑成型模拟  37-41
    3.3.4 模拟结果分析与比较  41-44
  3.4 浇注系统方案的模拟结果小结  44-47
第四章小车架注塑成型过程的优化分析  47-59
  4.1 引言  47
  4.2 注塑条件和参数的选用  47-48
  4.3 小车架注塑成型冷却方案优化设计  48-51
    4.3.1 冷却系统的初步设计与分析  48-49
    4.3.2 冷却方案的改进与比较  49
    4.3.3 冷却模拟结果分析  49-51
  4.4 小车架成型过程的翘曲分析  51-55
    4.4.1 塑件产生翘曲的原因  51-52
    4.4.2 小车架模型的翘曲分析模拟  52-53
    4.4.3 收缩变形的原因分析  53-55
  4.5 小车架注塑成型模拟分析总结  55-59
第五章小车架模具设计及加工模拟  59-75
  5.1 引言  59
  5.2 Pro/MOLDESIGN简介  59-60
  5.3 小车架模具分型面的确定与构建  60-62
  5.4 模具元件的生成  62-63
  5.5 小车架模具整体结构设计  63-69
    5.5.1 镶拼件设计  64-65
    5.5.2 模架的设计  65-66
    5.5.3 浇注系统设计  66-67
    5.5.4 模拟注模  67
    5.5.5 其它零件的设计  67-69
    5.5.6 模拟开模  69
  5.6 小车架模具 CAM加工模拟  69-75
    5.6.1 塑料模具制造技术要求  70
    5.6.2 加工模拟软件CIMATRON IT简介  70-71
    5.6.3 小车架定模元件的加工模拟  71-74
    5.6.4 刀路程序后处理  74-75
第六章模流分析结果与试模结果的对比与分析  75-79
  6.1 注塑机的选用  75-76
  6.2 模拟结果与试模结果的对比与分析  76-79
第七章结论与展望  79-81
  7.1 结论  79-80
  7.2 展望  80-81
致谢  81-83
参考文献  83-87
附录  87
  作者攻读学位期间发表的论文  87

基于数值模拟技术的小车架注塑模优化设计

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