注射壓縮成型工藝過程的模擬仿真及模具設(shè)計.pdf

1、隨著模具的現(xiàn)代化設(shè)計方法與高分子數(shù)值模擬技術(shù)的不斷改進和發(fā)展，計算機輔助技術(shù)（CAD/CAM/CAE）日趨成熟，逐漸成為攻克塑料加工領(lǐng)域技術(shù)性難題的有效途徑。按加工方法不同，塑料制品成型工藝分為注射成型、中空吹塑成型、擠出成型、壓縮成型和熱成型等等。注射成型因能夠快速、批量成型幾何形狀復(fù)雜的高精密制件而成為塑料工業(yè)領(lǐng)域最廣泛的加工手段。壓縮模具因其結(jié)構(gòu)簡單，對于流動性能較差的熱固性塑料適用性強的優(yōu)勢在塑模中占有重要的一席之地。注射壓縮成

2、型模具充分集合了塑模和壓縮模的優(yōu)點，可以成型如光盤、透鏡和汽車車窗等普通注射或壓縮工藝難以滿足質(zhì)量要求的制品。注-壓復(fù)合模具和工藝參數(shù)的設(shè)計需要建立在模具 CAD/CAE模擬的基礎(chǔ)上，綜合運用模具工程師的經(jīng)驗和計算機的分析處理能力，縮短研發(fā)周期與降低生產(chǎn)成本。
　　本文在深入考察和分析注射壓縮成型原理的理論基礎(chǔ)上，以厚壁光學(xué)元件-門側(cè)燈以及薄壁光學(xué)元件-光盤為研究對象，通過仿真模擬確定了模具結(jié)構(gòu)和工藝參數(shù)，進行了模具設(shè)計以及二次開

3、發(fā)工作。主要工作內(nèi)容如下：
　　1.建立注射壓縮成型CAE數(shù)學(xué)模型?；谟邢拊?有限差分混合法等數(shù)值分析理論，從流體連續(xù)性、運動和能量方程出發(fā)，充分分析熔體在壓力場、溫度場中的粘度、傳熱特性和流動狀態(tài)，建立了描述注塑壓縮成型各階段的數(shù)學(xué)模型。
　　2.門側(cè)燈注射壓縮成型過程數(shù)值模擬與模具設(shè)計。針對厚壁光學(xué)元件-門側(cè)燈的結(jié)構(gòu)特點，運用模流分析軟件 Moldflow2014對塑件進行初步充模分析，隨后以塑件頂出時的體積收縮率以及

4、翹曲變形量作為質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用軟件自帶的DOE技術(shù)進行優(yōu)化實驗，確定工藝參數(shù)變量對優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)的影響級別，然后再次輸入三個影響最大的變量進行響應(yīng)實驗，最終確定出最佳成型條件。結(jié)合模流分析結(jié)果，運用制圖軟件Auto CAD進行門側(cè)燈注射壓縮模具設(shè)計，闡述了該套模具的工作過程及優(yōu)點。
　　3.光盤注射壓縮成型仿真模擬與模具設(shè)計。針對薄壁光學(xué)元件-光盤在成型過程中遇到的技術(shù)難題，綜合運用Moldflow軟件的模流分析功能和UG軟件的模具設(shè)計功

5、能，重點以光學(xué)雙折射結(jié)果-相移為實驗標(biāo)準(zhǔn)，得到了較為合理的成型工藝參數(shù)，最后根據(jù)有限元分析結(jié)果進行了模具設(shè)計，重點探討了關(guān)鍵零部件的構(gòu)造。
　　4.基于UG的光盤注射壓縮模具二次開發(fā)。以光盤注射壓縮模具為例進行注-壓復(fù)合模具的二次開發(fā)，運用Visual Basic6.0建立二次開發(fā)程序界面，基于UG強大的二次開發(fā)功能，應(yīng)用其開發(fā)工具UG/Grip和UG/Open MenuScript完成了建模、程序調(diào)用以及菜單的定制。此技術(shù)路線簡