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随着注塑制品在机械、电子、航空、仪器仪表等工程领域的广泛应用,对注塑件的精度和表观质量要求越来越高。注塑制品的成型是一个非常复杂的多因素耦合作用的动态加工过程,这一过程中的每个因素比如注塑模具结构、注塑材料、注塑工艺参数都会对注塑制品的成型质量产生重要影响。如何定性、定量地分析注塑成型过程中产生注塑制品质量缺陷的原因,从而提出相应的对策,是进一步提高注塑制品的尺寸精度、表观质量和力学性能所面临的重要课题,运用可视化技术来解决这个问题是一种很好的方法。 本课题针对国内外对注塑模制品成型过程的研究现状与发展趋势,在总结、借鉴前人对注塑成型过程实验的研究成果,特别是在利用可视化技术对注射充模过程研究的基础上,结合我们现有的加工设备和实验仪器,设计制造出了一套用于可视化实验的注塑模具。 首先,详细分析比较了已有的可视化实验模具设计方案,总结了他们设计的可视化实验模具的特点和存在的不足,找出了合适的模具设计方案,并且进行了初步结构设计。 其次,在可视化实验模具的制造、装配过程中,以及经过几次实验,我们又不断的修改和完善了模具结构,包括前石英玻璃板形状的改变和模腔填充区域的修改等。 接着,应用Moldflow软件对注塑成型实验过程中熔体流经流道、浇口、填满模具型腔、直到保压结束的过程进行了流动模拟分析。在模拟分析中,考虑到实验模具中石英玻璃板的低热传导率,特别设计了具有相近热传导率的嵌件,以求最大程度的接近实验真实情况。课题通过Moldflow模拟分析得到了最佳注塑工艺参数组合,为实验时选用合适的注射压力、注射速度、保压时间、锁模力、模具温度等工艺参数提供了有一定价值的参考。同时利用MoldFlow软件模拟分析得到的压力载荷数值结果,应用ANSYS软件对关键部件前、后石英玻璃板进行了静力学和动力学结构分析。 经过数值模拟和实验研究,本课题设计制造出了一套经济、实用的用于可视化实验的注塑模具,为注塑成型过程的可视化实验研究奠定了基础。