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长玻纤增强尼龙66注塑模具设计及工艺应用研究

作　者: 易巍
导　师: 刘斌；邹仕放
学　校: 华南理工大学
专　业: 机械工程
关键词: 手机LCD支架长玻璃纤维模具设计正交试验优化成型工艺参数
分类号: TQ320.662
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

近年来,随着塑料制品应用领域的不断拓宽,注塑成型技术越来越受到人们的关注,人们对注塑制品的质量要求也越来越高。手机作为现代人们生活的必需品越来越受到人们的重视,人们对注塑手机制品所用材料质量要求也越来越高。手机制品中有些零件用到镁合金或者铝合金成型,因为镁铝合金材料具有高强度、高硬度,是一般的塑胶材料所不能达到的。但由于现在成本越来越高,利润空间越来越低,迫切需要寻找一种新材料来替代镁铝合金材料。因此,本文以某款手机LCD支架为基础应用长玻璃增强材料注塑成型来替代镁铝合金材料。目前,长玻璃增强材料品类较多,长玻纤含量也各异。本文以尼龙66加50%长玻璃纤维为基础,对已加工好的模具设计及成型工艺参数做出合理的分析,并对这种塑胶材料注塑出来后的制品容易形成的翘曲和浮纤等缺陷通过优化予以克服和消除。在零件三维模型和有限元网格模型的基础上,使用Moldflow2010的MPI模块对手机LCD支架的多个浇注系统设计方案进行数值模拟,通过分析各个方案的充填质量、熔接线位置、纤维取向等指标,得到了综合质量较高的2个进料口的浇口位置及点浇口类型的浇注系统,从而证明了此套模具的浇注系统符合优化设计要求。同时对尼龙66加50%长玻璃纤维模具设计中冷却系统、顶出系统、排气系统等的设计做了合理的理论分析,最后得出本套模具符合相关设计要求。采用数值模拟方法、结合正交实验设计及综合平衡法的试验设计与优化理论,对尼龙66加50%长玻璃纤维的注塑成型工艺过程进行数值模拟仿真研究,从而实现对注塑成型工艺参数的优化,得到最佳成型工艺参数。成型工艺参数包括注塑充填过程中的熔融温度、注塑时间、模具温度和保压冷却过程中的保压压力、保压时间和冷却时间。本文还利用上述正交试验得到的最优成型工艺参数组合为基准,通过对工艺优化后的翘曲变形及浮纤做了相关分析,得出了引起翘曲变形的相关因素,通过对纤维取向分析进一步验证了浇注系统的合理性,同时验证了正交试验方法所得到的工艺参数组合使手机LCD支架制品的综合质量最佳。最后以优化得到的浇注系统和成型工艺参数在工厂进行实际注塑成型实验,实验结果比较满意,得到的制品基本上无明显翘曲和浮纤现象,从而验证了CAE分析和优化算法的准确性和合理性。

长玻纤增强尼龙66注塑模具设计及工艺应用研究

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