南昌大学科技成果——薄壁注塑制品成型过程CAD、CAE技术集成

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注塑成型填充工艺的CAE分析及应用实施

ＴｅＣａｙｉａｄＳｅｓｏａｒｅｕｆＩｊｃｉｎＭｏｄｎｒｃｓｈＡＥＡｎｓｎｔｐｆＣｒｉｄｏｔｏｅｔｌｉｇＰｏｅｓｓｎｏ
ＨＥＬａｌｎｎａ
Ａｂｔｃ：ｏｊｃｉｏｉｇｆｌｇａｄｐｃｉｇｒｃｓｒｏｉｐｒｎｓｇｓｗｉａｅｇｅｔｎｌｅｃｎｐａｔｒ— ｓｒｔＦｒｎｔｎｍｌｎ，ｌｎｎａｋｎｏｅｓｅｔｏｔｔｔｅ，ｈｃｈｖｒｆｎｅｏｌｉｐｏａｉｅｏｄｉｉｐａｗｍａａｈａｉｕｓｃ
０引言
塑料制品在我们的日常生活中占据了重要的地位，而注塑成型是塑料成型的重要方法，目前注塑件已经占塑料制品的３％以上…，０注塑成型过程包括注射充填、保压
补料和冷却定型三个阶段。充填是指注塑机将已塑化
设定，而对多级工艺参数优化的研究成果刊登甚少；运用
的塑料熔体注入模腔的过程，它对聚合物大分子的取向有很大的影响，在成型过程中占有重要地位。保压补料处于充填阶段和冷却阶段之间，是指从熔体充满模腔至注塑机螺杆在机筒中开始后撤为止。在该阶段，熔体在一定压力的作用下继续向型腔内注料以弥补熔体因温度降低所造
验证，通过参数微调，找到了注塑合格产品的工艺条件，大
广义Ｈｌ— ｈｗ模型，ｅＳａｅ并采用有限元、有限差混合法求解控制方程，对充填阶段的数值分析作出了重要贡献；黄峡宏综述了对聚合物注射成型保压分析的理论模型及描述方程，并对今后的发展方向进行了展望。文献［］５总结
ｒｍｔｒｂｅｎａｔａｉｅｔｎｔｅａｉｎｎｅａｒｕｅｑａｆｄｐｒＴｅｐｃｏｔｂｔｎｆＡｃｎｌｇａｅｓａｄｏｃｌｎｃｏ，ｈｎｍｋｎｔｉｇｔｔｍｃｎｐｏｃｕｉｅａｔｈｅｉｃｎｒｕｉｓＥｔｈｏｏｙｅｓｕｊｉｇｕｏｈｄｌｉ．ｓａｌｉｏｏＣｅｉｔｅｄｏｊｃｉｌｉ，ｈｃｉｎａｃｅｓｃｅｓｌｈｃｓａｅｓｏｎｂｅｗｙｎｈｆｌｆｎｔｎｍｏｎｗｉｗｌｅｈｎｅｔｕｃｓｕｃａｅ，ｒｗｙｔａ．ｅｉｉｅｏｄｇｈｌｈｆｎｈｈＫｅｏｄ：ｊｃｏｏｉｇｆｌｇａｄｐｃｉ；Ａ；ｏｄｏ／１ｙｗｒｓｉｅｔｎｍｌｎ；ｌｎａｋｎＣＥＭｌｆｗＭＰｎｉｄｉｉｎｇｌ

基于CAD／CAE技术的塑料盖注射模设计

模具技术网褰
ｒ￣ｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｚｍｏｌＯｓ．Ｅａｎ模具制造立体传媒电子商务平台ｒ
雩嘉
基于ＣＡＤ／ＣＡＥ技术的塑料盖注射模设计
赵建平，刘艳艳，肖猛
南京理工大学紫金学院（江苏南京
ａｎｄｓｈｏｒｔｅｎｅｄｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｃｙｃｌｅ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＣＡＤ／ＣＡＥ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓ；ｍｏｌｄｄｅｓｉｇｎ；３Ｄｐａｒｔｉｎｇ；ＥＭＸ
难以保证。而运用ＣＡＤ／ＣＡＥ技术，不仅可以对塑件程度和生产率。
生产工艺条件进行分析调整，模拟注射生产一系列过程，对于产生问题能及时修改，而且还可以缩短研发
周期，从而优化塑件及模具结构，为塑件的最终加工成型奠定了坚实的基础。
ｐｌａｓｔｉｃｃｏｖｅｒｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．ＢａｓｅｄｏｎＣＡＤ／ＣＡＥｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｏｆｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｏｌｄ
ｗｅｒｅｅｘｐｏｒｔｅｄｉｎｔｏｔｈｅｅｘｐｅｔｒｍｏｌｄｂａｓｅｅｘｔｅｎｓｉｏｎ（ＥＭＸ），ａｎｄｔｈｅ３－ｐｌａｔｅｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｏｌｄｏｆ

基于CAE和DOE的注塑成型工艺多目标优化研究

随着ＣＥ技术不断发展和成熟，它在工业中发Ａ挥的作用也Ｅ益突出，尤其在提高制品质量、降低成ｔ
ＫｅｗｒｓＩｅｔｎＭｏｉ；ＯｈｇｎＥｐｒｅｔＰｏｅｓＰｒｍｔｓＦｚＷｅｈｓｙｏｄ：ｎｃｉｊｏｌｎｄｇｔｒｏｏａｌｘｅｍｎ；ｒｃｓａａｅｅ；ｕｚｉｒｙｉｔ；ｇ
ＣｏｐｅｅｓｖａｕａｉｎｍｒｈｎｉｅＥｖｌｔｏ
ＭｕｔｏｊｃｉｅＯｐｉｚｔｎＳｕｙｏｅＩｊｃｉｎＭｏｄｎｒｃｓｌ。ｂｅｔｔａｉｔｄｆｈｎｅｔｌｉｇＰｏｅｓｉｖｍｉｏｔｏ
ＢａｅｎＣＡＥｎｄＤＯＥｓｄｏａ
ＤＮｉｇｇｏＩｏｇｂｎＩＧＱｎ —ｕ，ＬＵＨｎ —ｉ
塑料工业
ＣＨＩＮＡＰＬＡＳＣＳＩＴＩＮＤＵＳＴＲＹ
第４０卷第７期２１０２年７月
基于ＣＥ和ＤＡＯＥ的注塑成型工艺多目标优化研究
丁清国，刘泓滨
（昆明理工大学机电工程学院，云南昆明６０９）５０３摘要：结合注塑模拟分析软件Ｍｏｄｏｌｆｗ和正交试验法，对不同工艺条件下的塑件成型过程进行模拟分析，确定塑ｌ
件制品品质评价指标为制品体积收缩率、表面缩痕指数和最大翘曲量，运用模糊数学中的综合评价数学模型；通过对综合目标值的极差分析，确定熔体温度、模具温度、注射时间、保
压压力、保压时间等工艺参数对综合目标值的影响程度的大小，绘制因素水平影响趋势图，分析得出最优的工艺参数组合方案，并对该工艺组合方案进行模拟验证。关键词：注塑成型；正交试验；工艺参数；模糊加权；综合评判中图分类号：Ｔ３０６Ｑ２．６文献标识码：Ｂ文章编号：１０５７（０２７— ０４— ５０５— ７０２１）００５０

注塑成型CAE技术的应用及发展

注射成型过程集成化仿真系统。本文对ＨＣＥ６２ＳＡ．０的基本功能、实现原理、技术特色、实验验证和实际应
用作了系统而简要的介绍。
关键词：注射成型塑料制品仿真集成三维分析
１概述 Байду номын сангаас
系统而深入地开展了塑料注射成型仿真软件系统的研究和开发。从１８年推出的ＨＣＥ１版到２０９９ＳＡ．００６年的６０，．版经历了从二维分析到三维分析，２从实用化到商品化，从局部试点到大面积推广应用的进程，成功研发出了具有中国特色、达到当前国际先进水平的商品化塑料注塑成型集成化仿真系统ＨＣＥ．。ＳＡ２６０２基本功能简介ＨＣＥ．是在ＷｉｏｓＳＡ２６０ｎｗ环境下采用面向对象开ｄ发方法、有限元和边界元数值计算、人工智能及ＯｅＧｐｎＬ图形平台开发的塑料注射成型过程集成化仿真系统，所有操作均集成在如图１所示的图形界面中。
应该指出的是，双面流技术显示塑料熔体的流动过程只能在制品表面上而不能在模具型腔里面。ＨＣＥ６０ＳＡ．在双面流技术的基础上创新性地实现了２实体流功能。与双面流技术采用表面网格不同，实体流技术采用立体网格，可以更加逼真地演示熔体在透明
形程度。
模具型腔内的流动情形，而且用户还能借助于剖切功能考查熔体在任意时刻、任意位置和任意壁厚处的流
动情形和有关数据。
ＰＴＭＦ等十种格式的文件，实现了与通用Ａ、ＤＣＤＣＭ系统的无缝集成。并可以导入华塑网格管Ａ／Ａ理器输出的２ｍ的网格文件ｄ

基于CAD窄筋连接电脑电池薄壳件的注塑模具设计

工程塑料应用ENGINEERING PLASTICS APPLICATION第47卷，第4期2019年4月V ol.47，No.4Apr. 201985doi:10.3969/j.issn.1001-3539.2019.04.017基于CAD 窄筋连接电脑电池薄壳件的注塑模具设计覃霞玲(广西民族大学相思湖学院，南宁　530008)摘要：针对薄壳件注塑模具设计中要求的填充时间短、物料流动性好、注射速度快等，以窄筋连接的某品牌电脑电池外壳为基础，利用CAD 软件对此电脑电池外壳进行注塑模具设计。

且在设计过程中以薄壳件注塑模具的流体运动模型为基础，结合CAE 软件进行了模流分析。

实践表明：采用CAD 技术，借助CAE 软件，可以提高模具的设计质量，缩短填充时间和模具开发周期。

关键词：丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料；薄壳件；注塑模具中图分类号：TQ330.4+1 文献标识码：A 文章编号：1001-3539(2019)04-0085-05Design of Injection Mold for CAD-based Narrow-Beam Connection Computer Battery Thin CaseQin Xialing(Xiangsihu College of Guangxi University for Nationalities ， Nanning 530008， China)Abstract ：The design of injection molds is carried out using CAD software based on a brand of computer battery case connect-ed by narrow ribs to solve short filling time ，good material flow and fast injection speed in the design of thin-shell injection molds ，and the design based on the fluid motion model of the thin-shell injection mold ，combined with CAE software mold flow analysis.Practice shows that ：CAD technology ，with CAE software ，can improve mold design quality ，shorten filling time and mold develop-ment cycle.Keywords ：acrylonitrile butadiene styrene plastics ；thin shell ；injection mold随着塑料产业的快速崛起及应用领域的快速扩大，对其质量和生产效率的要求也越来越高。

塑料注射成型CAE若干关键技术探索和发现

塑料注射成型CAE若干关键技术探索和发现摘要：塑料以其，密度小、轻质、比强度高、绝缘性好等优点被广泛应用于化工、机电、仪表、航天等领域。

随着社会经济的可持续发展，塑料制品朝着高度集中化、高产量化、高度机能化方向发展，各种注射成型技术工艺也随之发展起来。

塑料注射成型CAE技术能有效提高提高模具设计和制造的精度，这是塑料注射成型发展的中心方向。

因此，将可视化、数字化、知识化的CAE技术应用到塑料注射成型中是非常必要的。

关键词：注射成型；模具；塑料；CAE塑料被广泛应用于航空、仪表、机电、化工、汽车等行业，为各行各业生产提供原材料和制品，在现代社会发展中具有十分重要的作用。

同时，塑料工业的发展带动了塑料模具行业的发展，塑料模具占模具市场将近一半的份额，我国的塑料模具以注射模具为主，而大型、精密、设计水准高的注射模具是塑料模具市场的主要发展方向。

1 塑料注射成型CAE技术概况CAE技术指信息领域的计算机辅助工程，也就是说，用计算机辅助求解分析复杂工程和产品的结构力学性能，并通过数值分析和求解优化结构性能。

CAE 软件既可以进行静态结构分析，也可以进行动态分析。

既能分析线性问题，也能求解非线性问题。

既能分析固体结构，也能分析流体、电磁结构。

塑料注射成型生产实践中，成型过程非常复杂，影响因素多，模具的结构不同，工艺要求也就不同，而这些模具又有一定的缺陷，仅仅依靠简单的经验性公式和设计准则难以全面掌握这些影响因素，而且，公式和设计准则的发展难以跟上塑料制品精度要求日益提高的发展步伐。

因此，近年来，许多专家开始将CAE 技术应用到塑料注射成型中，对成型过程进行仿真分析，以期获得更高精度的塑料模具。

传统塑料注射成型生产流程为：概念设计-产品设计-模具设计-模具制造-试模-生产。

在这个生产流程中，只有在试模阶段才能发现前期设计、制造中存在的问题，然后再更改设计，如此反复进行，直到试模没有问题为止。

这种生产流程既浪费时间和资金，又耽误了新产品的上市和推广，不利于塑料行业的健康发展。

南昌大学科技成果——铝型材挤压模的CAD、CAE、CAM一体化技术

南昌大学科技成果——铝型材挤压模的
CAD/CAE/CAM一体化技术
项目研究内容
铝合金由于重量轻、强度高、色泽鲜艳、易于加工等特点，因而近年来在航空、汽车、交通、建筑等部门得到了愈来愈广泛的应用。

根据统计，我国的铝型材生产能力已达200万吨/年，位于世界第三，仅居美国、日本之后。

目前，我国国内铝型材生产线2000余条，年需挤压模约30万套，但目前我国国内的挤压模设计仍主要凭借人工经验，所设计制造的挤压模（特别是型材截面较复杂的挤压模）挤出的产品往往会产生扭曲、波浪等缺陷，须经2-3次试模、修模才能得出合格的产品，因而增加了新产品的开发成本，延长了开发周期，降低了企业的市场竞争力。

本课题应用数值模拟和优化算法对影响挤压件质量的工艺参数（模具工作带长度、模孔位置、导流模宽度及高度、坯料加热温度、模具预热温度等）进行综合优化，得出合理的工艺参数，保证了模具设计质量，大大提高了一次试模的合格率，将修模次数减少了60%-70%。

本课题可用于铝型材生产及模具制造企业。

技术特点
1、采用Euler有限体积法对大变形（挤压系数λ=60-70，宽厚比B/t=70-90，最小壁厚t=1mm）的铝型材挤压过程成功地进行了数值模拟。

2、首次建立了集有限元分析、正交试验、神经网络和遗传算法
为一体的型材挤压工艺参数的优化系统，可对多工艺参数（工作带长度、导流模宽度、导流模厚度、坯料加热温度、模具预热温度、挤压速度）进行优化，提高了铝型材的挤压质量。

3、开发了集成于UG的型材挤压模CAD/CAE/CAM的用户界面，为模具设计人员提供了方便友好的界面，便于推广使用。

合作方式技术转让。

南昌大学科技成果——聚合物气体辅助挤出成型工艺及装置

南昌大学科技成果——聚合物气体辅助挤出成型工艺及装置项目研究内容及用途本项目采用一种气体辅助挤出成型技术，其技术关键是通过气体辅助控制系统精确控制气体压力，采用气体辅助挤出口模使聚合物挤出时在口模内壁形成一层稳定的气垫膜层，从而实现挤出由非滑移粘着剪切口模挤出机理转化为完全滑移非粘着剪切口模挤出机理，将口模壁面对挤出熔体的阻力降到最低限，从而达到减小挤出胀大、降低口模压降和制品内应力、提高制品表面和内在质量的目的。

聚合物气体辅助挤出成型技术可应用于各种聚合物的挤出成型加工，如管材、板材、片材、棒材、电线电缆等，尤其适合于异型材挤出成型。

技术性能及特点本项目组对气辅挤出无论是实验和数值模拟的研究，在系统性和研究深度方面都有很大提高，主要表现在：（1）在气辅挤出成型的影响因素上，通过实验和数值模拟研究了辅助气体压力、温度、流量、口模尺寸等对气辅挤出的气垫膜层形成和稳定性、对挤出胀大和挤出口模压降等的影响。

（2）在挤出口模的类型上，研究了缝形口模、圆形口模、方形口模和L形截面口模的气辅挤出中，不同工艺参数、不同物性参数条件下的气辅挤出，得到了不同截面口模、不同工艺参数和物性参数时的各种场量分布，并通过对场量的分布分析，提出了气辅挤出成型技术的工艺条件和气辅挤出口模的设计准则。

（3）在接近实际工况上，研究了三维非等温过程的气辅挤出。

（4）在对挤出胀大率和口模压降这两个主要指标上，国外的研究结果为采用气辅挤出，口模压降降低24%，挤出胀大率由传统的33%降为13%，该项目的研究结果为口模压降降低25-40%，挤出胀大率由传统挤出的10-28%降到1%以下。

应用前景气体辅助挤出成型通过在口模内壁建立稳定的气垫膜层，减小挤出口模对挤出熔体的流动阻力，实现完全滑移非粘着剪切挤出，从而减小挤出胀大、降低口模压降和制品内应力，为实现精确、高速和低能耗挤出创造了条件，该技术可应用于各种聚合物挤出，尤其适合于异型材挤出成型，在汽车、电气、建材等工业领域具有广阔应用前景。

基于CAE的书立注塑模设计及成型工艺优化

ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５— ５７７０．２０１３．０５２０．６６；ＴＰ３９１
文献标识码：Ａ
文章编号：１００５— ５７７０（２０１３）０５— ００５５— ０４
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅａｒｔｉｃｌｅａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｍｏｌｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆａｐｌａｓｔｉｃｂｏｏｋｅｎｄ．Ｔｈｅｇａｔｅｌｏｃａｔｉｏｎ，ｆｉｌｌｉｎｇａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｃｏｏｌｉｎｇａｎａｌｙｓｉｓｉｎＭｏｌｄｌｏｆｗ，ｗａｓｕｓｅｄｔｏｉｆｎｉｓｈｔｈｅｍｏｌｄｄｅｓｉｇｎ．ＴｈｅｏｐｔｉｍａｌｍｏｌｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｐａｒａｍｅｔｅｒｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓｆｏｒｒｅｄｕｃｉｎｇｔｈｅｗａｒｐａｇｅｏｆｔｈｅｐｌａｓｔｉｃｐａｔｒｗａｓｆｏｕｎｄｉｎｔｈｅｔｅｓｔｒａｎｇｅｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅＣＡＥｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓｕｓｉｎｇｏｔｈｒｏｇｏｎａｌｔｅｓｔｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔ：ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＣＡＥｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｃａｎｓｈｏｔｅｒｎｔｈｅｍｏｌｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｃｙｃｌｅａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｍｏｌｄｄｅｓｉｇｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＣＡＥ；ＭｏｌｄｌｏｆｗＡｎａｌｙｓｉｓ；Ｍｏｌｄ；ＰｒｏｃｅｓｓＰａｒａｍｅｔｅｒｓＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ；Ｗａｒｐａｇｅ

薄壁注塑制品模具设计及工艺研究

朱赪等·薄壁注塑制品模具设计及工艺研究2020年第46卷·33·工艺与设备作者简介：朱赪（1971-）,男,本科学历,高级工程师,主要从事塑料加工方面研究工作。

收稿日期：2019-09-25塑料主要的成分是高分子有机化合物,在日常的家用电器、通讯器材、生活用品中有着广泛的利用，并且其密度低、质轻、绝缘性好、化学稳定、耐磨减震、透光性等等。

不过在结构设计、模具结构、材料性能等多个方面还存在不少的问题，所以，就需要做好对应的研究，这样才可以提出相应的解决措施。

1　塑件厚度与结构设计1.1　塑件厚度设计11.1　壁厚考虑到塑件壁厚相对较薄，这样就会导致成型流动阻力过大，无法充满大型塑件；当塑件壁过厚，就可能会出现气泡、缩坑等问题。

在刚度和强度保障的基础上，塑件壁厚最好在0.45~6.5 mm 之间，一般为1.5~3 mm 之间，并且要求其均匀性。

按照要求分析，在对塑件整体壁厚进行设计中，还需要考虑到螺钉柱、加强筋等对于机构外观、强度等带来的影响。

1.1.2　加强筋做好加强筋的设立，有利于塑件刚度与强度的提高，这样也可以避免塑件出现变形，也有利于塑料溶体的流动。

针对普通的加强筋，厚度通常为0.40~0.75倍的壁厚,加强筋的长度为2.5~5.0的壁厚,脱模斜度范围为0.5°~1.5°。

1.1.3　螺钉柱一般来说，对于塑件内部，还需要利用自攻螺钉进行其余部位的安装，设置对应的螺钉柱。

对于螺钉柱，其主要包含了加强筋和无加强筋，其底部的长度一般控制在c =(0.2~0.5)×螺钉柱高度的范畴内。

并且，其厚度还需要兼顾到通孔、转角等结构的设计，吐过需要使用薄壁结构，还需要做好对应的结构与尺寸的改变。

1.2　薄壁塑件结构设计薄壁塑件就如一次性的塑料饭盒，其壁厚不超过1.2 mm ，不过对于薄壁塑件的定义，不仅仅是看厚度，还需要对于熔体流程与塑件壁厚进行计算。

CAE技术在塑料制品注射成型冷却系统中的应用并进行模拟分析

CAE技术在塑料制品注射成型冷却系统中的应用并进行模拟分析在注塑成型中，模具温度直接影响到塑件的质量（例如：翘曲变形、收缩率、耐应力开裂性）、熔体的充模能力、熔体的温度以及注塑成型的生产率。

通过温度调节，保持适当的模具温度，可减小制品的变形、增强制品力学性能、改善制品的表面质量、提高制品尺寸精度；同时，缩短占整个注射循环周期约80%的冷却时间，这将有利于提高注塑成型的生产率。

因此，分析并优化设计注塑成型模具的冷却系统，在一定程度上有利于塑件质量的提高和生产成本的降低。

1影响冷却系统的因素影响注塑模冷却系统的因素很多。

如塑件的结构形状和分型面的设计，冷却介质的种类、温度、流速，冷却管道的几何参数及空间布置，模具材料，熔体温度，塑件要求的顶出温度，模具温度，塑件和模具问的热循环交互作用，冷却时间等。

例如，提高模具温度会增加制件的冷却时间、增大制件收缩率和脱模后的翘曲，制件成型周期也会因为冷却时间的增加而延长，降低生产率；另一方面，降低模具温度，虽然能够缩短冷却时间、提高生产率，但是，这将会降低熔体在模腔内的流动能力，并导致制件产生较大的内应力或者形成明显的熔接线痕等制件缺陷。

冷却时间的长短决定了制件脱模时的温度和成型周期的长短，直接影响产品成本及质量的高低。

基于以上多方面因素的分析，并考虑MPI/Cool提供了对冷却管道（包括隔板管、喷流管、连接软管）、镶块、多种模具材料、冷流道和热流道、分型面及模具边界对模具和制品温度的冷却模拟分析的功能，这些都为优化设计冷却系统提供了可靠的依据。

2注塑模的冷却分析2．1模型的建立及成型工艺参数的预置碗橱上盖大小为500mm×480mm×250mm，整个产品的厚度均为3mm。

首先应用PROE获得碗橱上盖产品的三维模型，并以*．stl的文件格式导入Moldflow 中。

然后对制件以Fusion的格式进行网格划分并利用有限元方法的相关软件进行有限元修复，最终获得的参数如下：面单元数＝11185，节点数＝5680，单元的匹配率＝79.0%。

利用CAE技术进行注塑制品模拟分析及工艺优化

具型腔中流动、传热的物理数学模型，利用计算机图形学技术在计算机屏幕上形象、直观地模拟出实际成型中
熔体在型腔中的动态充填过程、保压过程和冷却过程，定量地给出成型过程的状态参数．利用数值模拟技术研究制件注塑成型，对于提高塑料产品精度、缩短新产品开发周期、降低成本、提高生产率等都有着重要的意义．
时间（注射速度）、注射压力、保压压力、保压时间和冷却时间等．这些参数都影响着制品的质量．每个工艺参数对塑件变形的影响是不同的．分析各因素对塑件影响程度的大小对提高产品质量和优化设计意义重大．通过这种分析，可以将影响较小的因素从优化设计变量中删除，这样既减小了优化的计算量、节
２０１３年２月
中央民族大学学报（自然科学版）
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭＵＣ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓＥｄｉｔｉｏｎ）
Ｆｅｂ．，２０１３
Ｖ０Ｉ＿２２ＮＯ．１
关键词：ＭＰＩ软件；有限元分析；理论依据中图分类号：ＴＰ３１文献标识码：Ａ文章编号：１００５ — ８０３６（２０１３）０１－００４４－０４
塑料制品的许多缺陷都与树脂在模具中的流动方式有关，ＭＰＩ（ＭｏｌｄＦｌｏｗＰｌａｓｔｉｃｓＩｎｓｉｇｈｔ注塑成型模拟分析，简称 “ ＭＰＩ ” ）通过数值分析，可以对充填过程进行模拟、预测和显示熔体流动前沿的推进方式、充填过程的压力和温度变化、气穴和熔接痕的位置等，帮助工艺人员在试模前对可能出现的缺陷进行预测，找出缺陷产生的原因并加以改进，提高一次试模的成功率．２０世纪７０年代以前，塑件变形分析大都采用定性分析．随着数值技术、材料科学等学科的发展，注塑制品的缺陷理论研究更加深入．由于塑件变形与不均匀收缩有关，许多学者从研究不同塑料在不同工艺条件下的收缩行为人手，来分析收缩与制品变形的关系．塑料熔体在成型过程中，由于取向、收缩的不均匀，导致内应力的不均匀，所以制品出模后，在不均匀内应力的作用下，发生翘曲变形等缺陷．因此，从力学角度分析、制品的内应力和变形．被看成是不均匀收缩产生的残余应力造成的．

模具-------英文翻译

引言模具CAD∕CAE∕CAM是改造传统模具生产方式的关键技术，是一项高科技、高效益的系统工程。

它以计算机软件的形式，为企业提供一种有效的辅助工具，使工程技术人员借助于计算机对产品性能、模具结构、成形工艺、数控加工及生产管理进行设计和优化。

模具CAD/CAE/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期、降低生产成本和提高产品质量已成为模具界的共识。

与任何新生事物一样，模具CAD/CAE/CAM在近二十年中经历了从简单到复杂，从试点到普及的过程。

进入本世纪以来，模具CAD/CAE/CAM技术发展速度更快、应用范围更广，为了使广大模具工作者能进一步加深对该技术的认识,更好发挥模具CAD∕CAE∕CAM的作用，本文针对模具中应用最广泛、最具有代表性的铸造模、锻模、级进模、汽车覆盖件模和塑料注射模CAD/CAE/CAM的发展状况和趋势作概括性的介绍和分析。

铸造模CAD/CAE/CAM的发展概况铸造成形过程模拟的探索性工作始于求解铸件的温度场分布。

1962年丹麦的Fursund用有限差分法首次对二维形状的铸件进行了凝固过程的传热计算，1965年美国通用汽车公司Henzel 等对汽轮机铸件成功进行了温度场模拟，从此铸件在模具型腔内的传热过程数值分析技术在全世界范围内迅速开展。

从上世纪70年代到80年代，美国、英国、法国、日本、丹麦等相继在铸件凝固模拟研究和应用上取得了显著成果，并陆续推出一批商品化模拟软件。

进入90年代后，我国的高等院校，如清华大学和华中科技大学在该领域也取得了瞩目的成就。

单纯的传热过程模拟并不能准确计算出铸件的温度变化和预测铸造中可能产生的缺陷，充模过程对铸件初始温度场分布的影响以及凝固过程中液态金属的流动对铸件缺陷形成的影响都是不可忽视的。

铸件充模过程的模拟技术始于上世纪80年代，它以计算流体力学的理论和方法为基础，经历十余载，从二维简单形状开始,逐步深化和扩展，现己成功实现了三维复杂形状铸件的充模过程模拟,并能将流动和传热过程相耦合。

基于混合神经网络与遗传算法方法的注塑参数优化

收稿日期:2003-08-01;修订日期:2003-11-04 基金项目:教育部科技研究重点项目(0366);江西省科委科技项目(Z1891) 作者简介:郑生荣(1964-),男,江西南昌人,博士研究生,主要研究方向:材料成型CAD/CAE/CAM 、人工智能;　辛勇(1959-),男,江西萍乡人,教授,博士生导师,博士后,主要研究方向:注塑成型CAD/CAE/K BE 、材料成型过程及模具设计与制造CAX 和K BE 集成技术.文章编号:1001-9081(2004)02-0091-04基于混合神经网络与遗传算法方法的注塑参数优化郑生荣,辛　勇,杨国泰,何成宏(南昌大学机电工程学院,江西南昌330029)(zsrcm @ )摘　要:建立了基于混合神经网络与遗传算法方法的注塑工艺参数优化系统,用Matlab 语言编制了应用程序,对神经网络的参数预测与遗传算法的优化过程进行求解。

将网络预测结果与CAE 模拟结果进行比较和误差分析,显示出BP 网络的稳定性和可靠性;优化结果经CAE 模拟和实验验证,证明是正确的,表明基于混合神经网络与遗传算法方法的注塑工艺参数优化方法是可行的。

关键词:人工神经网络;遗传算法;混合方法;Matlab ;CAE ;参数优化中图分类号:TP183 文献标识码:AOptimization of Injection Parameters B ased onH ybrid N eural N et work and G enetic AlgorithmZHEN G Sheng 2rong ,XIN Y ong ,YAN G Guo 2tai ,HE Cheng 2hong(Mechanical and Elect ronic Engineering College ,N anchang U niversity ,N anchang Jiangxi 330029,China )Abstract :In this paper ,an optimization system is established based on a hybrid neural network and genetic algorithm approach.The application program is compiled in Matlab engineering computing language ,which is used in calculating the parameter value predicted by neural network and the result of genetic algorithm optimization.The comparison and error analysis has been carried out between the results predicted by network and CAE simulated results ,which shows that the BP network is stable and reliable.The optimized outcome ,after verified by CAE simulation and tested by experiment ,has been proved to be correct.It has been indicated that the in jection parameter optimization method based on the hybrid neural network and genetic algorithm approach is feasible.K ey w ords :artificial neural network ;genetic algorithm ;hybrid approach ;Matlab ;CAE ;parameter optimization1　前言人工神经网络(ANN )是人类在对大脑神经网络认识理解的基础上人工构造的、由多层神经元经连接而成,能实现某种功能的、理论化的数学模型,是基于模仿大脑神经网络结构和功能而建立的一种信息系统[1]。

注塑成型CAD／CAE技术概述

ＣＥ技术是一门以ＣＤＣＭ技术水平的提高为发展动ＡＡ／Ａ
力，以高性能计算机和图形显示设备为发展条件，以计算力学中的边界元、有限元、结构优化设计及模态分析等方法理论为基础的一项较新的技术。
注塑成型过程中，塑料在型腔中的流动和成型，与材料的
类经验设计参数和常用设计方法可以减少设计人员因经验不
足而不得不反复修模花去的时间，从而大大简化常规设计的
１注塑成型ＣＤＣＡ／ＡＥ的内涵
１１计算机辅助设计（Ａ．ＣＤ）
过程。电子化的计算机图纸，不仅可以随时修改，而且可以方便地输出，大大缩短设计周期。数控机床加工的高效率是一般机床或钳加工不能比拟的。
以下几个方面。
（）１缩短模具制作周期。ＣＤ系统内容丰富并且功能强Ａ
大，ＣＤ数据库中存有大量模具标准件信息，在Ａ并且专业的
ＣＤ系统还可以提供模具设计的专家辅助系统，其中包含各Ａ
图１注塑成型Ｃ／ＡＥ过程ＡＤＣ
过先进的设备和工具，可以使设计人员最大限度地发挥个人
的主观能动性，到更多的创造性成果。得
主要包括：分析对象的离散化、限元求解、有计算结果的
《装备制造技术）ｏ８２ｏ年第１期２
注塑成型ＣＤＣＥ技术概述Ａ／Ａ
张夕琴
（常州机电职业技术学院，江苏常州２３６）１１４
摘要：用现代的设计理论方法，利结合计算机辅助技术来进行注塑模的设计和改进，能够大幅度提高产品质量，缩短开发周期，降低生产成本，而提升企业的核心竞争能力。从

气辅注射成型的CAE技术

１ＣＡＥ技术在气辅注塑成型中的作用
传统的气辅注塑成型工艺设计主要是通过试差法，即依靠产品及模具设计人员的经验来进行模具和产品的设计，其工艺参数设计也是依靠工程技术人员的经验来设计，然后通过实验，修正已有的方案，再实验、再修正，反复如此，直至满意为止。这不仅提高了生产成本，而且延长了产品的生产周期及新产品的开发周期。借助计算机辅助工程，将这一过程转到计算机上来实现，不仅大大节约了生产成本，而且加快了新产品新工艺的开发周期。气辅注塑ＣＡＥ主要包括：（１）气辅注塑充填过程分析；（２）保压过程分析；（３）制品结晶、纤维定向分析；（４）制品应力及翘曲变形分析。气辅注塑ＣＡＥ主要有如下作用：（１）评价模具的设计是否合理；（２）决定产品设计是否须做出不影响其功能的修改；（３）预测制品可能出现的缺陷；（４）优化成型工艺参数。
作者简介：魏常武（１９７２－），男，南昌大学环化学院化机专业硕士研究生．收稿日期：２００２－０８－１５
的重视，工程技术人员设计气辅注塑成型工艺参数，利用ＣＡＥ技术可以在产品成型之前预测可能出现的缺陷，并通过修改某些参数做到各参数在整体上的最优化。近年来ＣＡＥ软件由于在其功能上日益完善，因而使得ＣＡＥ技术在生产实践中发挥越来越大的作用。

国家科学技术进步奖二等奖注塑成型模具及制品设计与生产过程的计算机集成技术

国家科学技术进步奖二等奖注塑成型模具及制品设计与生产过程的计算机集成技术目录1. 引言1.1 背景和意义1.2 结构概述1.3 目的2. 注塑成型模具及制品设计与生产过程的计算机集成技术2.1 模具设计与制造的传统方法2.2 计算机辅助设计在模具设计中的应用2.3 计算机辅助制造在模具制造中的应用3. 注塑成型模具及制品生产过程中的计算机集成技术应用案例分析3.1 案例一：优化注塑工艺参数设计3.2 案例二：提高模具加工精度和效率3.3 案例三：实现生产过程的全面监控与管理4. 注塑成型模具及制品设计与生产过程的计算机集成技术带来的影响和挑战4.1 影响方面4.2 挑战方面5. 结论5.1 成果总结5.2 发展前景展望1. 引言1.1 背景和意义随着科技的不断发展，计算机技术在各个领域的应用变得越来越广泛。

在制造业中，注塑成型模具及制品设计与生产过程一直是一个关键环节，对产品质量和生产效率有着重要影响。

然而，传统的模具设计与制造方法存在着很多问题，如设计周期长、生产效率低下和加工精度难以保证等。

为了有效解决这些问题，我们需要引入计算机集成技术来改进注塑成型模具及制品的设计与生产过程。

本文将介绍国家科学技术进步奖二等奖的研究成果——注塑成型模具及制品设计与生产过程的计算机集成技术。

通过利用计算机辅助设计和计算机辅助制造技术，我们可以实现模具设计和制造过程的数字化、自动化和智能化。

这种集成技术不仅能够提高产品开发周期，还可以优化工艺参数设计、提高模具加工精度和效率，并实现生产过程的全面监控与管理。

1.2 结构概述本文主要分为以下几个部分：•第2部分：注塑成型模具及制品设计与生产过程的计算机集成技术。

我们将介绍传统的模具设计和制造方法，并详细讨论计算机辅助设计和计算机辅助制造在模具设计和制造中的应用。

•第3部分：注塑成型模具及制品生产过程中的计算机集成技术应用案例分析。

我们将通过三个案例来展示这种集成技术在实际生产中的应用，包括优化注塑工艺参数设计、提高模具加工精度和效率，以及实现生产过程的全面监控与管理。

南昌大学科技成果——汽车覆盖件成形模拟及工艺参数优化

南昌大学科技成果——汽车覆盖件成形模拟及工艺
参数优化
研究内容
1、通过汽车覆盖件计算机模拟，获得成型过程的材料流动、应力、应变分布等信息，预测成型过程中可能出现的断裂、起皱、缩颈等；
2、从参数化CAE、参数化CAO、入手，将有限元分析有关数据参数化。

对前处理进行参数化包括：几何模型的参数化；有限元网格划分的参数；约束边界条件及载荷的参数化；材料性能的参数化等。

对后处理进行参数化，主要目的是帮助用户从大量的分析数据中迅速提取出用户所关心的信息。

3、通过PFEA（参数化有限元分析）进行板料成型数值模拟，获得训练样本，用神经网络（NN）技术建立板料成型多参数映射关系模型，采用遗传算法（GA）对成形条件进行多参数组合优化，实现了拟生建模和优化。

市场预测
本项目研究成功，有助于摆脱目前汽车工业、航天工业、石化工业等诸多领域复杂、大形塑性成型模具被迫依赖进口的不利局面和改变我国几乎无独立开发新车型的能力的局面，有利于推动我国制造业信息化的进程。

推广应用情况
该成果成功应用于江铃五十铃有限公司新款五十铃（J116）中的
前车门成型工艺参数优化、J117车地板设计参数及工艺参数优化、匹卡车第一横梁设计参数及工艺参数优化等生产实际问题，取得了很好的经济效益和社会效益。

合作方式技术转让。

南昌大学科学技术学院【材料成型及控制工程专业】(模具)介绍

南昌大学科学技术学院【材料成型及控制工
程专业】（模具）介绍
【材料成型及控制工程专业】（模具）
该专业是江西省品牌专业，培养利用模具技术对金属和塑料进行形塑与加工的技术人才。

毕业生能在机械制造、塑料成型、汽车制造、航空航天、家用电器、电工通信等众多领域从事模具设计与制造、成型工艺设计与开发等技术工作，也能在大专院校、科研院所、政府部门从事相应的教学、科研和管理工作。

由于利用模具制造产品具有效率高、成本低、产品质量好等优点，模具技术在制造业的众多领域正得到越来越广泛的应用。

主要课程有：机械制图、工程力学、机械设计、电工电子技术、控制工程、塑料成形原理、高分子材料、冲压工艺与模具设计、塑料成型与模具设计、模具CAD/CAM等。

复杂曲面注塑产品模型集成分析技术

CAD CA E 数据接口的兼容一致性。后者是通过
ıC 式中, p 、 T、 K 、、 v、 c p、 Q 、 G分别为压力、温度、热导率、剪切速率、熔体的速度、比定压热容、密度和动力粘度; S 、 T b、 B 、 n、 B 为材料常数。
由式 ( 1) 和式 ( 2) , 可得到
flow 分析软件对多曲面注塑件的网格划分是一
于以下原因: ① AN SYS 软件备有丰富的单元库, 具有自适应网格划分和智能化网格划分等丰富的网格划分工具, 确保单元形态及求解精度。它提供了与 CAD 软件连接的数据接口, 能够实现与
中国机械工程第 15 卷第 1 期 2004 年 1 月上半月
复杂曲面注塑产品模型集成分析技术
辛勇1, 2 阮雪榆1
1. 上海交通大学国家模具 CAD 工程研究中心, 上海, 200030 2. 南昌大学机电学院, 南昌, 330029
摘要: 基于 H ele- Shaw 流动模型, 研究了具有复杂曲面特征的注塑产品模型集成分析的技术方法, 给出了在建立曲面型产品 CAD 特征实体模型时, 考虑产品在结构上的可分析性, 并按照该产品 CAD 几何形状的厚度分布对 CA E 网格单元模型附加其厚度属性信息的技术构架和实施方法。通过对影响注塑产品型腔充模流动过程的重要参数—— 流动率与 CA E 网格单辛勇教授元模型关系的研究, 用数值仿真方法对两型腔钟表前后壳体注塑产品进行了 CA E 分析, 其结果接近试验过程, 从而验证了模型集成方法的有效性和准确性。关键词: CAD CA E 模型集成分析; 注塑成形; 数据模型; 数值模拟中图分类号: TQ 320. 52 文章编号: 1004- 132 ( 2004) 01- 0058- 04

南昌大学科技成果——薄壁注塑制品成型过程CAD、CAE技术集成

注塑成型填充工艺的CAE分析及应用实施

基于CAD／CAE技术的塑料盖注射模设计

基于CAE和DOE的注塑成型工艺多目标优化研究

注塑成型CAE技术的应用及发展

基于CAD窄筋连接电脑电池薄壳件的注塑模具设计

塑料注射成型CAE若干关键技术探索和发现

南昌大学科技成果——铝型材挤压模的CAD、CAE、CAM一体化技术

南昌大学科技成果——聚合物气体辅助挤出成型工艺及装置

基于CAE的书立注塑模设计及成型工艺优化

薄壁注塑制品模具设计及工艺研究

CAE技术在塑料制品注射成型冷却系统中的应用并进行模拟分析

利用CAE技术进行注塑制品模拟分析及工艺优化

模具-------英文翻译

基于混合神经网络与遗传算法方法的注塑参数优化

注塑成型CAD／CAE技术概述

气辅注射成型的CAE技术

国家科学技术进步奖二等奖 注塑成型模具及制品设计与生产过程的计算机集成技术

南昌大学科技成果——汽车覆盖件成形模拟及工艺参数优化

南昌大学科学技术学院【材料成型及控制工程专业】(模具)介绍

复杂曲面注塑产品模型集成分析技术

国家科学技术进步奖二等奖注塑成型模具及制品设计与生产过程的计算机集成技术