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轿车B柱下护板成型过程模拟及模具优化设计

作　者: 王茂军
导　师: 唐铃凤
学　校: 安徽工程大学
专　业: 材料科学与工程
关键词: CAE Moldflow 仿真模拟优化设计 B柱下护板有限元网格注塑成型
分类号: U468.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

注塑成型过程CAE技术在塑料注射成型技术生产中得到了越来越广泛的应用,可以在模具制造之前,预测塑料件在成型后的结果,从而使设计人员从中发现问题并做出修改进而来优化设计。实践证明,塑料注射成型数值模拟技术对优化模具设计、提高塑料制品质量、降低成本起着关键作用。本课题旨在应用Moldflow对注塑件轿车B柱下护板成型过程进行仿真模拟,找出模具在制造产品的过程中存在哪些缺陷以及隐患,从而有的放矢的来优化模具结构的设计以及注塑工艺参数。可有效的简化设计过程、提高设计效率、降低生产成本,具有很强的实用性。本文首先简要概述了模具工业的国内外发展现状,指出注塑模CAE技术在国内外的研究发展情况和研究意义。并针对B柱下护板制定了研究方案和技术路线图。其次介绍了塑料件注塑成型基本原理、Moldflow软件的基本功能以及应用于B柱下护板的有限元分析基础知识。再次本文阐述了应用Moldflow/MPI注塑分析软件对B柱下护板模拟的分析前处理(主要是有限元网格的划分及修改),以及仿真模拟的流程。最后针对B柱下护板一模两腔的成型特点以及产品自身的特点设计出了四套浇注系统的方案,通过流动分析预测熔融的塑料在型腔内的流动充填情况得出最佳的浇注系统,并在此浇注系统的基础上对模具表面温度设定几组不同的温度值得出最佳的模具表面温度,用同样的方法在最佳浇注系统、最佳模具表面温度的基础上得出最佳的熔体温度,从而依次得出最佳的注塑压力和保压压力。在最佳浇注系统的基础上再进行注塑模具的设计,并将分析得到的最佳工艺参数应用到实际的注塑工艺中。研究结果表明,通过对B柱下护板一模两腔注塑成型的仿真模拟分析,可以将注塑过程中不合理的方案一一暴露出来,进而快速有效的得出制件最佳的相关工艺参数。经过Moldflow的优化得到了最佳的浇注系统、模具表面温度(25℃)、熔体温度(225℃)、注塑压力(61.26Mpa)和保压压力(49.01 Mpa)。并且根据最佳浇注系统进行了该制件的注塑模设计及优化。在优化后的参数条件下,制件在注塑成型过程中其熔体充填均匀充分、流动平衡,浇口两侧的熔体同时充满型腔也即得到了平衡性比较理想的流道系统。从而以最低的生产成本、最高的生产效率使制件达到最佳的注塑效果,同时也大大的减少了模具设计的时间,提高了模具设计的效率,保证了模具的设计质量。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-13
第一章绪论  13-20
  1.1 我国模具工业的发展现状  13
  1.2 注塑成型 CAE国内外研究现状分析及发展趋势  13-14
  1.3 本课题的来源及研究的意义  14-18
  1.4 技术路线图  18-19
  1.5 本章小结  19-20
第二章 B柱下护板分析优化的基础知识  20-27
  2.1 注塑成型过程  20
  2.2 注塑件常见的缺陷及应对措施  20-24
  2.3 Moldflow简介  24-26
  2.4 本章小结  26-27
第三章基于Moldflow的B柱下护板分析前处理  27-37
  3.1 新建一个项目  27
  3.2 导入CAD模型  27-29
  3.3 有限元网格的划分  29-34
    3.3.1 划分网格  29-30
    3.3.2 网格诊断  30-31
    3.3.3 网格修复  31-34
  3.4 设定模拟条件  34-36
    3.4.1 选择分析类型  34-35
    3.4.2 选择成型材料  35-36
    3.4.3 设置工艺参数  36
  3.5 本章小结  36-37
第四章基于Moldflow B柱下护板注塑成型过程的模拟及优化  37-66
  4.1 浇注系统的优化设计  38-49
    4.1.1 方案一  38-39
    4.1.2 方案二  39
    4.1.3 方案三  39-44
    4.1.4 方案四  44-49
  4.2 模具温度参数分析  49-53
  4.3 熔体温度参数分析  53-58
  4.4 注射压力参数优化分析  58-62
  4.5 保压压力变化分析  62-65
  4.6 本章小结  65-66
第五章 B柱下护板模具的优化设计  66-78
  5.1 模具设计前分析  66-68
    5.1.1 型腔数量的确定  66
    5.1.2 脱模方向及分型面的确定  66-68
  5.2 B柱下护板模具的初步设计  68-73
    5.2.1 型腔的布置  68-69
    5.2.2 抽芯的设计  69-70
    5.2.3 滑块的设计  70
    5.2.4 凸模的设计  70-71
    5.2.5 凹模的设计  71-73
  5.3 模架及其他部件的选用设定  73-76
  5.4 模具的优化  76-77
  5.5 本章小结  77-78
第六章实际应用  78-81
  6.1 注塑模的制造  78-79
  6.2 B柱下护板的制造  79-80
  6.3 本章小结  80-81
第七章结论与展望  81-83
  7.1 本论文完成的工作  81-82
  7.2 本论文相关工作的进一步展望  82-83
致谢  83-84
参考文献  84-87
附录 A(读研期间发表的论文)  87

轿车B柱下护板成型过程模拟及模具优化设计

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