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。随着计算机软、硬件技术的发展,注塑模CAE技术也得到了前所未有的发展。CAE技术在模具制造之前就能发现设计中存在的问题,改变了主要依靠经验和直觉,反复试模、修模的传统设计方法。 本文以注塑工程分析软件为工具,对注塑过程中所涉及的流道设计、浇口设计、工艺参数设计等方面进行了比较深入的研究,提出了比较切合实际并容易提高产品质量的流道优化设计、浇口优化设计、注塑工艺方案。此外,还对塑料的黏度模型、流变理论及数值计算方法等方面进行了初步研究。 本文研究的重点内容分为以下几个方面: (1)首先概述了注塑成型技术、注塑模CAE技术,并介绍了注塑模CAE技术发展的概况和流动模拟技术研究现状; (2)根据注塑模流动模拟理论,建立了流动过程的数学模型,并对注塑成型模型进行了简化,得到了易于数值求解的数学模型,认识了各物理变量对成型过程的影响; (3)分析阐述了流道和浇口的设计理论与方法,合理确定各分支流道的截面形状、尺寸和浇口的类型、数量及位置,并研究了基于CAE技术并结合聚合物流变学原理的流动分析在流道设计和浇口设计中的应用,并且提出了流道优化算法和浇口优化设计流程,通过具体实例得到了验证; (4)当提出某一种塑料件的使用性能和其它有关要求后,首先应在经济合理和技术可行的原则下,选择最合适的材料、生产形式、注射设备及模具结构。当这些条件确定之后,工艺条件的选择和控制就是主要考虑的因素。注射成型工艺条件最主要的因素为温度、压力和时间。本文对主要的工艺条件如何影响塑料制品的质量作了探讨,借助注塑工程分析软件对塑料制品的成型过程进行模拟,合理确定这些工艺参数,并举了一个利用CAE技术优化工艺参数的实例; (5)熔体流动模拟的一个主要任务是进行成型缺陷预测,本文详细介绍了几种主要成型缺陷,并提出了利用CAE软件解决成型中几种主要缺陷的方法; (6)以mp3外壳和连接转换器两注塑件成型过程为实例,进行流动模拟,对模拟结果作了详细地分析,反复修改模具设计方案,得到了较理想的结果。 从上述工作中,可以看出只有充分认识了CAE分析结果的物理意义以及这些结果对模具设计、工艺条件的影响等,才能更好地利用这些知识解决实际生产中遇到的问题;利用注塑模CAE技术对模具内熔体的动态模拟分析研究,可直观了解制品所需的最大锁模力、最大注塑压力以及制品成型时的熔体前沿,熔接线和气穴位置、压