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随着汽车工业、电子工业的迅猛发展,模具工业已成为国民经济中的重要基础工业之一。而目前我国的模具设计与制造技术还比较落后,主要依赖设计人员的经验和工艺人员的技巧。尤其在塑料注塑模具的设计中,设计合理与否、制品有无缺陷只有通过试模才知道,使得模具的设计与制造周期长、成本高。而采用计算机辅助工程(CAE),可以提高塑料模具的设计制造水平及制品质量。特别是在注塑模具的冷却系统分析中可以优化冷却回路布置和冷却参数,从而大大提高注塑生产效率。 本文以注塑模拟软件MOLDFLOW为工具,运用传热学的基本原理,对注塑模冷却系统的优化设计做了深入的研究,主要研究内容如下: 首先回顾了CAE技术的发展历史和应用,介绍了简化条件下冷却分析的数学模型,为进行CAE冷却分析和优化设计提供了理论基础,讨论了冷却回路的设置原则和冷却效果的影响因素。 其次研究了建立冷却分析模型的问题,CAE模型建立的好坏、网格的生成是否合理及其网格的密度对模拟的结果的准确性有着重要的影响,通过CAD模型的建立和网格的划分,以及网格纵横比和匹配比合理的选择,建立进行冷却分析所需有效的有限元模型,保证了模拟结果的准确性。 最后以注塑模拟软件MOLDFLOW为工具,结合具体制件深入研究了冷却系统的优化设计问题,提出了基于制品特征设置冷却回路的方法,通过冷却回路的优化和冷却分析得到的模具温度场,避免制件冷却中的过热点,减少塑料件残余应力和翘曲变形,并应用其分析结果来优化冷却回路的布置、大小和冷却工艺参数,提高冷却系统设计效率,缩短冷却循环时间,以达到塑件快速均匀的冷却,提高制品的质量和生产效率的目的,为最终选择合理冷却回路布置方式,确定合理的冷却介质的物理参数提供依据,从而进一步指导生产实践。