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基于CAE环境下大型注射模冷却系统的优化设计

作　者: 褚建忠
导　师: 应富强
学　校: 浙江工业大学
专　业: 机械工程
关键词: 注射模 CAE 冷却系统设计 MOLDFLOW 储物箱 塑料托盘
分类号: TQ320.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 156次
引　用: 2次
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内容摘要


注塑成型是现代塑料工业中极为重要的一种加工技术,适于大批量生产形状复杂、尺寸要求精确的塑料制品。在注塑过程中塑料熔体从注塑机喷嘴到模具型腔的状态变化实质就是塑料熔体冷却的过程,因此冷却状态的变化直接影响到产品的质量和生产效率。注塑成型周期包括填充时间、保压时间与冷却时间。而其中用于冷却塑件的时间大约占成型周期的70%,因此冷却时间的长短直接影响到产品的成型周期,冷却时间太长,会降低生产效率;冷却时间太短,脱模温度过高,会引起塑件变形和翘曲,从而影响产品质量,因此冷却时间的确定对提高生产效率,保证产品质量是十分必要的。合理的冷却系统设计不仅能保证产品的质量,也能有效地缩短产品所需的冷却时间,并减少成型周期,从而提高产品的生产效率。以往由于技术与设备限制,人们只能依靠经验进行冷却系统的设计,对冷却系统与成型周期的关系认识不够,往往无谓地加长了成型周期并且出现大量的产品质量问题。但是随着模具生产周期的缩短以及产品质量、效率的提高,早期的经验方法已经不能满足模具行业的要求,CAE的出现可以满足这种要求。本文利用CAE分析软件MPI6.1(Moldflow Plastics Insight4.0)对托盘和大型储物箱的冷却系统进行了优化设计并分析了冷却系统与成型周期之间的关系,并在保证产品质量的前提下有效缩短了成型周期。文中概述了注塑模具的基础知识;CAE技术在模具技术中的应用;冷却系统设计与产品成型周期的基本知识;Moldflow软件的用途,以及应用此软件进行冷却系统及产品成型周期进行分析的过程;最后利用Moldflow对大型托盘和大型储物箱进行了冷却优化分析,分析了冷却系统设计与产品成型周期的关系,其中对大型储物箱进行了重点研究,共设计了三个冷却方案,通过分析对比选择了一套最佳冷却系统设计方案,在保证产品质量前提下有效地缩短了产品成型周期,并通过试模最终取得了满意的质量效果,原来的冷却不均现象基本消除,并有效地降低了翘曲量,缩短了产品生产周期,提高了产品质量。通过这三慈?橹っ饔τ肅AE技术的优点在于不需要通过直接试模可以预先分析模具冷却系统设计的合理性,并根据分析问题可以随时修改设计方案,有效地减少试模、修模次数,缩短模具设计制造周期,提高生产效率和产品质量,增加经济效益。

全文目录


摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第1章 绪论  11-18
  1.1 注塑成型技术概述  11-12
  1.2 注塑模具冷却系统设计的研究现状及存在问题  12-13
  1.3 CAE技术概述及在注塑成型中的应用  13-16
  1.4 课题研究背景和研究内容  16-17
    1.4.1 课题研究背景  16
    1.4.2 课题研究内容  16-17
  1.5 本章小结  17-18
第2章 注塑模冷却分析起因及相关系统  18-30
  2.1 注塑模冷却系统的重要性  18-22
    2.1.1 注塑模冷却系统与塑件质量的关系  18-20
    2.1.2 注塑模冷却系统与产品成型周期的关系  20-22
  2.2 注塑模冷却系统的工艺因素  22-23
  2.3 注塑模冷却水路的结构设计  23-26
  2.4 冷却分析系统  26-29
    2.4.1 冷却分析系统功能  26-28
    2.4.2 冷却分析全流程  28-29
  2.5 本章小结  29-30
第3章 大型塑料托盘注射模冷却系统优化设计  30-44
  3.1 塑料托盘简介  30-31
  3.2 托盘冷却分析有限元网格前处理  31-34
  3.3 设计方案一  34-37
  3.4 设计方案二  37-39
  3.5 设计方案三  39-42
  3.6 实验验证  42-43
  3.7 本章总结  43-44
第4章 大型储物箱注射模冷却系统优化设计  44-59
  4.1 储物箱简介  44-45
  4.2 储物箱冷却分析有限元网格前处理  45-49
  4.3 设计方案一  49-51
  4.4 设计方案二  51-54
  4.5 设计方案三  54-56
  4.6 实验验证  56-58
  4.7 本章总结  58-59
第五章 结论与展望  59-61
  5.1 研究成果  59
  5.2 研究的不足  59-60
  5.3 展望  60-61
参考文献  61-63
致谢  63-64
攻读学位期间发表的学术论文目录  64

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 合成树脂与塑料工业 > 一般性问题 > 机械与设备 > 制品加工成型设备
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