盒形塑件的几何构型与计算机充模流动模拟
微注塑成型充模理论模型与3D填充模拟研究
微注塑成型充模理论模型与3D填充模拟研究杨铎;韩飞;吴蒙华【摘要】微注射成型(μIM)作为一个快速发展的技术,广泛用于生产微/纳米结构的聚合微零件或部件,如微流体诊断、微针给药装置、微型齿轮和微动开关等许多领域.因此,通过分析熔体在微观状态下的流动填充情况,进而优化注塑工艺参数,对提高产品的质量而言是非常有效的措施.本文通过建立微观状态下的熔体粘度模型,利用正交实验与Moldflow相结合的方式对平板微器件填充的状态和应力变形的影响机理进行了分析.通过分析平板微器件最佳浇口位置,利用一模二腔仿真模拟平板微器件的整体注塑过程,从而达到优化工艺参数改善熔体在微通道流动过程中的充填效果.【期刊名称】《塑料助剂》【年(卷),期】2018(000)003【总页数】4页(P31-34)【关键词】微注塑;模型;3D填充模拟【作者】杨铎;韩飞;吴蒙华【作者单位】大连大学机械工程学院,大连,116622;大连大学机械工程学院,大连,116622;大连大学机械工程学院,大连,116622【正文语种】中文微流控芯片是目前MEMS研究最为活跃的领域之一，但是由填充不足引起的形状偏差会严重影响产品的质量[1]。
如何在不增加生产成本和生产周期的情况下对制件进行充填分析是目前应当着手解决的问题。
对于注射成型微流控芯片这种带有微沟槽结构的塑件，除了传统成型出现的塑件缺陷以外，微结构能否完全复制成为微流控芯片注射成型法成功的关键[2]。
本文利用Moldflow对平板微器件进行了应力变形分析确定了充填缺陷的产生原因，通过改变相应的工艺参数，达到提高塑件制品复制度的目的。
结果表明，通过优化工艺参数可以有效地增强塑件制品微结构的充填效果，最后对优化结果及影响因素做了较详尽的分析[3]。
1 微注塑充型分析模型的建立为了精确测定功能结构的填充性能，重要的是要知道聚合物停止流动时的温度。
这就是所谓的无流动温度t no或转变温度Ttrans（Moldflow中使用的术语）对于无定形聚合物的复制保真度有很大的影响，但是很难确定[4]。
模流分析培训教程
05
实际应用与挑战
模流分析在产品开发中的角色
优化产品设计
模流分析可以帮助设计师在早期 阶段预测产品的性能和潜在问题，
从而优化设计方案。
提高生产效率
通过模流分析，可以预测生产过 程中可能出现的问题，提前调整
工艺参数，减少生产浪费。
降低成本
模流分析有助于减少试模次数和 缩短产品开发周期，从而降低开
发成本。
。
03
模流分析软件操作
软件安装与界面介绍
软件安装
选择合适的模流分析软件，按照 安装向导逐步完成安装。
界面介绍
熟悉软件的主界面，了解各功能 模块的布局和用途，掌握常用工 具栏的操作。
前处理设置：网格划分、边界条件设定
网格划分
学习如何创建和调整计算网格，了解 网格质量对模拟精度的影响。
边界条件设定
模流分析培训教程
• 模流分析简介 • 模流分析基础知识 • 模流分析软件操作 • 模流分析案例解析 • 实际应用与挑战 • 总结与展望
01
模流分析简介
定义与目的
定义
模流分析是对模具流动的模拟分析，通过计算机技术对塑料、金属等材料的流 动、填充、冷却等过程进行模拟，以预测模具设计的可行性和优化模具设计。
学习要点
掌握流体动力学、传热学和化学反应动力学 的基本原理；熟悉常用的模流分析软件和操 作流程；理解模型建立、网格划分、边界条 件设置等关键技术；培养对分析结果进行准
确解读和优化的能力。
展望：模流分析技术的未来发展趋势
跨学科融合
随着多物理场耦合问题的增多，模流分析将进一步融合流 体力学、热力学、化学反应工程等多个学科的理论，以解 决更复杂的问题。
目的
模流分析的目的是提高模具设计的成功率，减少试模次数，降低生产成本，缩 短产品上市时间。
《模流分析基础入门》
《模流分析基础入门》目录第一章计算机辅助工程与塑料射出成形1-1 计算机辅助工程分析1-2 塑料射出成形1-3 模流分析及薄壳理论1-4 模流分析软件的未来发展第二章射出成形机2-1 射出机组件2-1-1 射出系统2-1-2 模具系统2-1-3 油压系统2-1-4 控制系统2-1-5 锁模系统2-2 射出成形系统2-3 射出机操作顺序2-4 螺杆操作2-5 二次加工第三章什么是塑料3-1 塑料之分类3-2 热塑性塑料3-2-1 不定形聚合物3-2-2 （半）结晶性聚合物3-2-3 液晶聚合物3-3 热固性塑料3-4 添加剂、填充料与补强料第四章塑料如何流动4-1 熔胶剪切黏度4-2 熔胶流动之驱动--射出压力4-2-1 影响射出压力的因素4-3 充填模式4-3-1 熔胶波前速度与熔胶波前面积4-4 流变理论第五章材料性质与塑件设计5-1材料性质与塑件设计5-1-1 应力--应变行为5-1-2 潜变与应力松弛5-1-3 疲劳5-1-4 冲击强度5-1-5 热机械行为5-2 塑件强度设计5-2-1 短期负荷5-2-2 长期负荷5-2-3 反复性负荷5-2-4 高速负荷及冲击负荷5-2-5 极端温度施加负荷5-3 塑件肉厚5-4 肋之设计5-5 组合之设计5-5-1 压合连接5-5-2 搭扣配合连接5-5-3 固定连接组件5-5-4 熔接制程第六章模具设计6-1 流道系统6-1-1 模穴数目之决定6-1-2 流道配置6-1-3 竖浇道尺寸之决定6-1-4 流道截面之设计6-1-5 流道尺寸之决定6-1-6 热流道系统6-2 流道平衡6-2-1 流道设计规则6-3 浇口设计6-3-1 浇口种类6-3-2 浇口设计原则6-4 设计范例6-4-1 阶段一：C-mold Filling EZ简易充填模拟分析6-4-2 阶段二：执行C-mold Filling & Post Filling 最佳化6-5 模具冷却系统6-5-1 冷却孔道的配置6-5-2 其它的冷却装置6-6 冷却系统之相关方程式6-6-1 冷却系统之设计规则第七章收缩与翘曲7-1 残留应力7-1-1 熔胶流动引发的残留应力7-1-2 热效应引发之残留应力7-1-3 制程引发残留应力与模穴残留应力7-2 收缩7-3 翘曲7-4 收缩与翘曲的设计规则第八章问题排除8-1包风8-2 黑斑、黑纹、脆化、烧痕、和掉色8-3 表面剥离8-4 尺寸变化8-5 鱼眼8-6 毛边8-7 流痕8-8 迟滞效应8-9 喷射流8-10 波纹8-11 短射8-12 银线痕8-13 凹陷与气孔8-14 缝合线与熔合线第九章C-MOLD软件介绍(暂缺)附录A 射出机成形条件之设定附录B 常用塑料之性质附录 C 档案格式第一章计算机辅助工程与塑料射出成形1-1 计算机辅助工程分析计算机辅助设计(Computer-Aided Design, CAD)是应用计算机协助进行创造、设计、修改、分析、及最佳化一个设计的技术。
塑料注射成型中充模阶段熔体流动的研究
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学位授予单位和日期：
垡直理工盘堂
答辩委员会主席：
睦笪教援
论文评阅人：
黄直筮副熬援
睦瑾副教攫
摘要
摘要
充模阶段是整个注射成型周期中最重要、最复杂的阶段，它决定着制品的物理性能 及质量。因此对该阶段熔体的流动行为进行研究，对提高产品质量具有重要意义。
对聚合物熔体在薄壁矩形型腔和浇注系统中充模流动过程进行了详细的分析，根据 其流动特点作了一系列假设，根据流体力学和热力学知识，建立了熔体充模流动的控制 方程，并给出了边界条件。求解得到熔体前沿平均速度，它是以温度、压力、速度梯度、 压力梯度及材料性质为变量的函数，对这些变量的影响从理论上作了分析。然后采用有 限元法求解压力场和速度场，采用有限差分法求解温度场，并用控制体积法得到熔体的 前沿位置。
Ａ ｍｏｌｄ ｗｉｔｈ ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ ｃａｖｉｔｙ ｉｓ ｕｓｅｄ．Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ（ＰＰ）ａｎｄ ｈｉｇｈ—ｄｅｎｓｉｔｙ ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ（ＨＤＰＥ）ｗｅｒｅ ｍｏｌｄｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｓａｎｌｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｂｕｔ ｔｈｅ ｍｅｌｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｉｎｊｃｃｔｉｏｎ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｎｄ ｒａｔｅ ａｒｅ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ｓｐｅｃｉａｌ ｐｏｉｎｔｓ ａｒｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｆｉｌｌｉｎｇ ｔｉｍｅ ｉｓ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ
塑料流动性
塑料流动性影响塑料流动性的因素有哪些？在成型过程中，塑料熔体在一定的温度、压力下填充模具型腔的能力成为塑料的流动性。
塑料流动性的好坏，在很大程度上直接影响成型工艺的参数，如成型温度、成型压力、成型周期、模具浇注系统的尺寸及其他结构参数。
在决定塑件大小和壁厚时，也要考虑流动性的影响。
流动性的大小与塑料的分子结构有关，具有线型分子而没有或很少有交联结构的树脂流动性大。
在塑料中加入填料，会降低树脂的流动性，而加入增塑剂或润滑剂，则可增加塑料的流动性。
塑料合理的结构设计业可以改善流动性，例如，在流道和塑件的拐角处采用圆角结构时改善了熔体的流动性。
塑料的流动性对塑件质量、模具设计以及成型工艺影响很大，流动性差的塑料，不容易充满型腔，易产生缺料或熔接痕等缺陷，因此，需要较大的成型压力才能成型。
相反，流动性好的塑料，可以用较小的成型压力充满型腔。
但流动性好，会在成型时产生严重的溢料飞边。
因此，在塑件成型过程中，选用塑件材料时，应根据塑件的结构、尺寸及成型方法选择适当流动性的塑料，以获得满意的塑件。
此外，模具设计时应根据塑料流动性来考虑分型面和浇注系统及进料方向；选择成型温度也应考虑塑料的流动性。
塑料如何流动熔融的热塑性塑料呈现黏弹性行为(viscoelastic behavior)，亦即黏性流体与弹性固体的流动特性组合。
当黏性流体流动时，部分驱动能量将会转变成黏滞热而消失；然而，弹性固体变形时，会将推动变形的能量储存起来。
日常生活中，水的流动就是典型的黏性流体，橡胶的变形属于弹性体。
除了这两种的材料流动行为，还有剪切和拉伸两种流动变形，如图4-1 (a)与(b)。
在射出成形的充填阶段，热塑性塑料之熔胶的流动以剪切流动为主，如图4-1(c)所示，材料的每一层元素之间具有相对滑动。
另外，当熔胶流经一个尺寸突然变化的区域，如图4-1(d)，拉伸流动就变得重要多了。
图4-1 (a)剪切流动；(b)拉伸流动；(c)模穴内的剪切流动(d)充填模穴内的拉伸流动热塑性塑料承受应力时会结合理想黏性流体和理想弹性固体之特性，呈现黏弹性行为。
模具CADCAMCAE简介
1．模具CAE在模具设计中的应用
（1）良好的充填形式 （2）最佳浇口位置与浇口数量 （3）流道系统的优化设计 （4）冷却系统的优化设计 （5）减小反修成本
2．模具CAE在塑件设计的应用
模具CAE可以解决以下几个问题： （1）制品能否全部注满 （2）制件实际最小壁厚 （3）浇口位置是否合适
3．模具CAE在注塑成型的应用
第7章 模具CAD/CAM/CAE简介
7.1
概述
压缩成型模具概述
7.2
7.3
模具CAD/CAM/CAE 技术的特点 CAE技术在塑料模具中 的应用
7.4
7.1 概述
自20世纪70年代以来，随着计算机技术的日 益发展，数控加工技术的广泛应用，出现了CAD ／CAM／CAE的全新技术。 模具CAD／CAM／CAE技术从根本上改变 了设计模具、制造模具时用手工绘图，凭图组织 整个生产的技术管理方式，将它变为在图形工作 站上交叉设计，用数据文件发展产品，在统一的 数字化产品模型下进行产品的设计打样、分析计 算、工艺设计、工艺装备、数控加工、质量控制、 编印产品维护手册等。
7.2.3 模具CAE 1．熔体充模的流动模拟
熔体在经流道、浇口，进入型腔时，其路径 虽不长，但充模流动的过程却十分复杂。通过流 动模拟，可帮助设计人员优化注塑成型工艺参数， 确定合理的浇口流道数目和位置，预测所需的注 射压力及锁模力，并发现可能出现的注射不足热 降解，不合理的熔接痕位置等缺陷。
2．保压过程模拟
设计者可以在制件成本、质量和可加 工性等方面得到CAE技术的帮助： （1）设定最佳的模具方案 （2）减小塑件应力和翘曲 （3）节省材料和减少过量充模 （4）最小的流道尺寸和回收料成本
保压模拟的目的是帮助设计人员确定合理的 保压压力和保压时间，改进浇口设计，以减少型 腔内熔体体积收缩的变化。
毕业设计(论文)-一模多腔的注塑模具结构设计及仿真分析
毕业论文（设计）题目：一模多腔的注塑模具结构设计及仿真分析（英文）：The Design of Multi-cavity InjectionMould For Multi-way Buttons andSimulation Analysis院别：机电学院专业：机械设计制造与其自动化(CAD/CAM)姓名：学号：指导教师：日期：2011年5月一模多腔的注塑模具结构设计及仿真分析摘要本次设计主要特点是根据MOLDFLOW软件仿真模流分析来指导模具结构的设计。
MOLDFLOW软件模拟塑料熔体在整个注射过程中的充填、冷却及流动情况，确保获得高质量制件。
打破传统模具结构设计的试模、修模等过程，达到降低成本，提高生产率的目的。
在得到仿真分析最佳质量效果的数据、参数之后用来作为模具结构设计的依据。
本次设计主要包括：（1）模流仿真分析注射成型时熔体在型腔中的流动过程非常复杂，与许多因素如聚合物性能、制件结构、温度、压力、时间、模具结构及注射设备等有关。
仿真定量地给出成型过程的成型窗口状态参数(如压力、温度、速度等)。
（2）依据仿真的成型窗口状态参数进行整个注塑模具的结构设计。
如注射机的选择、浇注系统、成型零件、合模机构、脱模机构和冷却系统的设计，绘制模具零件图和装配图等。
关键词：仿真分析；模具设计；一模六腔；PROE建模The Design of Multi-cavity Injection Mould For Multi-way Buttons and Simulation AnalysisABSTRACTThe main features of the design is based on software simulation flow analysis MOLDFLOW to guide the design of die structure. MOLDFLOW software to simulate the injection of plastic melt in the process of filling, cooling and flow, ensuring access tohigh-quality parts. Breaking traditional mold structure design test mode, the process of repair molds, to reduce costs, improve productivity purposes. Obtained the best quality in the simulation results of the data, parameters after the design used as the basis for the mold.The design includes: （1）Moldflow injection molding simulation of melt flow in the cavity is very complex process with many factors. Such as polymer properties, parts structure, temperature, pressure, time, and injection mold structure and other related equipment. Quantitative simulation of the molding window molding process given the state parameters (such as pressure, temperature, speed, etc.). (2) Simulation based on the parameters of the molding window state the structural design of the injection mold. Such as the choice of injection machine, injection system, molded parts, mold bodies, stripping institutions and cooling system design, drawing die part and assembly drawings, etc..Keywords:Simulation Analysis；Mold Design ；Six-cavity Mold；Proe Modeling目录1绪论 (1)1.1 模具工业在国民经济中的地位 (1)1.2我国模具工业的现状 (1)1.3未来模具发展方向 (1)1.4论文的提出及研究意义 (2)2多向按键工艺分析及模具方案的初步确定 (3)2.1塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析 (4)2.2塑件的原材料分析 (4)2.3模具方案的初步确定 (6)2.31 模具结构各个部件的分析确定 (6)2.32 总体结构方案的论证和初步确定 (6)3运用MOLDFLOW进行模具结构有限元仿真分析 (7)3.1介绍其功能 (7)3.2 MOLDFLOW分析的流程 (7)3.3应用MOLDFLOW进行分析 (8)3.31 划分产品网格 (8)3.32 选择成型材料 (9)3.33 确定最佳浇口位置 (10)3.34 创建浇注系统及优化 (11)3.35 创建冷却系统及优化 (13)3.36 成型窗口分析 (16)3.37 选择分析类型 (17)3.38 注射工艺参数的优化 (20)4多向按键的注塑模具结构的最终确定 (24)4.1型腔数目及布局的确定 (24)4.2注塑机的选择 (25)4.3分型面的设计 (27)4.4浇注系统的设计 (29)4.41主流道的设计及计算 (29)4.42定位圈 (30)4.43分流道的设计 (30)4.5浇口的设计 (32)4.51浇口形状的分析与确定 (32)4.52浇口位置的确定 (33)4.6排气系统的设计 (34)4.7模架的确定 (34)4.8推出机构的设计 (34)4.81顶杆的设计及计算 (35)4.82复位杆的设计 (36)4.83推板和推杆固定板的设计 (37)4.9合模导向机构的设计 (37)4.10成型零件的设计 (39)4.101计算成型零件的工作尺寸 (40)4.11冷却系统 (42)4.12模具工作原理 (44)5设计总结 (46)参考文献 (47)致谢 (49)附录 (50)1绪论1.1模具工业在国民经济中的地位模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。
材料成型计算机模拟分析(各种仿真软件介绍)课件
• 4） 塑性理论中关于塑性应力应变关系与硬化 模型有多种理论，材料属性有的与时间无关， 有的则是随时间变化的粘塑性问题；于是，采 用不同的理论本构关系不同，所得到的有限元 计算公式也不一样。
• 5） 对于一些大变形弹塑性问题，一般包含材 料和几何两个方面的非线性，进行有限元计算 时必需同时单元的形状和位置的变化，即需采 用有限变形理论。而对于一些弹性变形很小可 以忽略的情况，则必需考虑塑性变形体积不变 条件，采用刚塑性理论。
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• 结构静力分析用来求解外载荷引起的位移、应 力和力。静力分析很适合于求解惯性和阻尼对 结构的影响并不显著的问题。ANSYS 程序中的 静力分析不仅可以进行线性分析，而且也可以 进行非线性分析，如塑性、蠕变、膨胀、大变 形、大应变及接触分析。结构非线性导致结构 或部件的响应随外载荷不成比例变
• 化。ANSYS 程序可求解静态和瞬态非线性问题， 包括材料非线性、几何非线性和单元非线性三 种。
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弹塑性有限元
• 在塑性变形过程中，如果弹性变形不能忽略并 对成形过程有较大的影响时，则为弹塑性变形 问题，如典型的板料成形。在弹塑性变形中， 变形体内质点的位移和转动较小，应变与位移 基本成线性关系时，可认为是小变形弹塑性问 题；而当质点的位移或转动较大，应变与位移 为非线性关系时，则属于大变形弹塑性问题； 相应地有小变形弹塑性有限元或大变形（有限 变形）弹塑性有限元。
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有限元软件ANSYS
• ANSYS 软件是由世界上最大的有限元分析软件公司之 一的美国ANSYS 开发，是集结构、流体、电场、
• 磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。
• ANSYS 的前处理模块提供了一个强大的实体建模及网 格划分工具，用户可以方便地构造有限元模型。
注塑工艺过程
第八章注塑成型过程及注塑模具计算机辅助设计中的流变学问题1．注塑成型过程的流变分析1．1注塑成型过程简介注塑成型，又称注射模塑，是热塑性塑料制品重要的成型方法。
可用于生产形状结构复杂，尺寸精确，用途不同的制品，产量约占塑料制品总量的30%。
近年来，热固性塑料，越来越多的橡胶制品，带有金属嵌件的塑料制品也采用注射成型法生产。
精密注射成型，气辅注射成型，多台注射机共注射及注射成型过程的全自动控制等为注射成型工艺发展的新领域。
注塑成型的主要设备是柱塞式或螺杆式往复注射机，以及根据制品要求设计的注射模具。
塑化好的熔体靠螺杆或柱塞的推力注入闭合的模腔内，经冷却固化定型，开模得到所需的制品（见图8-1）。
图8-1 典型注射成型设备示意图注塑过程是循环往复、连续进行的。
全部注塑过程由一个主循环和两个辅助工序组成，见图8-2。
图8-2 注塑过程循环示意图与该过程相对应，一个循环中模腔内物料承受的压力随时间或温度的变化曲线如图8-3所示。
图中各段时间的总和为一个注塑成型周期。
图8-3 典型注塑周期的程序图1－柱塞前进时间；2－合模时间；3－开模时间；4－残余压力；a－静置时间；b－充模时间；c－保压时间；d－倒流时间；e－封口时间；f－封口后冷却时间要得到令人满意的注塑制品，除掌握准确的时间程序外，还要借助于流变学理论，掌握模腔内的物料填充情况，即掌握流道和模腔内的压力变化程序和温度变化程序。
目前已经能够运用流变学和传热学理论，采用计算机辅助设计方法，数值计算模具设计中遇到的一些与流道设计、传热管路设计有关的问题，数字模拟流道和模腔内的物料填充图和压力、温度场分布图，为模具设计提供有价值的资料。
但是由于各种模具内流道形状复杂，模具温度不稳定，物料注射速度高，非牛顿流动性突出，流动过程间歇，所以对这样一个复杂的注射过程要求得其精确解几乎是不可能的。
下面首先运用流变学基本方程，结合若干经验公式，对注模过程中模腔内压力的变化进行分析，说明一些有意义的现象；然后介绍注射模具计算机辅助设计中的流变学方法。
RTM工艺充填过程的动态仿真
由式 （ ６ 得 到 注射 口和 已充 满节 点 的压 力 场 １） 分布， 然后 回代 ， 到 前 沿节 点 的静 流 率 ， 由前沿 得 再 节点 的静流率 来确定 新 的前 沿点位 置和计算 域 。
２ ２ 熔体 前沿位置 及 时间步长 的确 定 ．
采 用控 制体积 法实现熔 体前沿 的 自动跟 踪 。控 制 体积法 ｌ是基 于 Ｆ Ｎ 的基本 思想 ， ８ Ａ 在有 限元 网格
Ｅ＝ ￡ Ｉ Ｋ ］
㈩
ｌ Ｉ ｌ ｌ Ｉ Ｉ
然 而一般 很难 找 到一 个共 同的 主坐标 系使 每一
单 元 的渗透率 张 量都 为 对 角形 式 （ 渗 透 率 的 张量 如
ａ ， ２ ｝１
６３ｌ ＝｛ ｝ ／ ｛ ｝ ＇ ２ Ｐ ｑ
（６ １）
数值 仿真得 到 的充填 结束 时的压 力分 布 图。 由图 ３
可知 ， 树脂是 以预期 的径 向方 式 向前 推进 。 由以上 算例 可 以看 到 ， 对于简单 的符合单 向流动 的 Ｒ Ｍ 制 Ｔ 品， 利用解析解来 计算充填 时 间、 力分布是一个 不 压
错 的选 择 。
向。
１４ 边界条 件 ．
ａｉ ｝ ａｌ ＝ ］ Ｉ ￣
式中：
（ １ ３ ）
（） １ ４
对 于 复 杂型 腔 模具 ， 型腔 中 的边 界条 件 主要 包 括 ： 树脂 注射孑 ： 注射孔 处 的流率 ｑ或 压力 Ｐ是 ① Ｌ在 给定 的 ， ｑ＝ｑ 即 或 Ｐ＝Ｐ ② 树脂 流动 前 锋 ： 常 ； 通
［］＝ ｋ ０Ｉ Ｋ １ Ｉ ０ Ｊ ｏ ０
０ ０ １
（） ６
ｋ 、： ｋ分 别 是 三 个 方 向 上 的 主渗 透 率 。对 于 各 ｋ和 向同性介 质 ， 渗透 率 张量 简 化成 一 个 值 ， ｋ：ｋ 即 ＝
注塑模模流分析技术-MOLDFLOW
第十八章注塑模模流分析技术华东交通大学匡唐清18.3 注塑模CAE的应用近年来，CAE分析在注塑领域中重要性日益增大。
CAE分析已从原理上说明了许多使注塑失败，像翘曲、飞边等的原因。
实际经验往往不足以鉴别潜在的问题，可以用经验解决的生产问题太有限，只有采用CAE分析这样的技术，才能全面应付注塑中出现的问题，加工出优质产品。
目前，注塑模CAE软件（常称注塑模流分析软件）能成功地应用在三个方面：塑件设计、模具设计及成型工艺。
1、塑件设计塑件设计者通过模流分析解决下列问题：(1)塑件能否全部充满这是一个为广大模具设计者普遍关注的问题，特别是当设计大型制件时尤其如此。
在设计者的心目中，材料结构特性、装饰特性和加工特性之间的关系往往模糊不清，而模流分析以科学的方式提供了在设计阶段对不同塑料及其与成型有关的特性进行评价的方法。
(2)塑件实际最小壁厚是多少这是一个直接关系到塑件成本的问题。
塑料成本往往占成本的40％，使用薄壁塑件就能大大降低塑件的用料成本，缩短冷却时间(冷却时间是塑件壁厚平方的函数)，提高生产效率，进而又降低了塑件的成本。
(3)浇口的位置是否合适浇口的位置对产品的质量有至关重要的影响，适当运用模流分析方法能使产品设计者在设计时具有充分的选择浇口位置的余地，确保设计的审美特性，并同时满足合理的价格要求。
2、模具设计和制造．流动分析可以在以下诸方面辅助设计者和制造者，以期得到良好的模具设计：(1)良好的充填形式对任何注塑来说，最重要的是控制充填的方式，采用模流分析则可以最大限度地避免或消除因为充填不好所造成的分子取向和翘曲变形，从而保证产品的质量和生产的经济性。
(2)最佳的浇口位置及浇口数量为了对充填方式进行控制，模具设计者必须选择合适的浇口位置和浇口数量。
模流分析使设计者有多种浇口位置的选择方案并对其影响作出评价。
这一分析也可受塑件设计指导，以期外观质量及成型方面得到最佳的浇口平衡。
(3)浇注系统的设计在模具设计中采用平衡式浇注系统，无论对设计者、制造者还是产品质量本身都是有利的。
塑料圆形盒设计.
塑料模课程设计——圆形盒塑料模设计塑料模设计零件名称：圆形塑件材料：ABS制造零件图：如下图材料：ABS一、对塑料制作进行分析1、塑料的力学物理化学性能能、成型工艺性能该塑件形状比较简单，为一不封闭的空心，圆形体，需设置抽芯机构和型芯，尺寸较大，壁厚均匀。
另外，塑件的原材料是ABS，这是一种微黄、无味、无毒、外观似聚乙烯的塑料，但比聚乙烯更透明更轻。
密度反为1.02~1.05g/cm3 。
2、塑件尺寸精度（表面粗糙度）根据我国目前塑件的成型水平，塑件的尺寸公差可依据SJ1372—78塑料制件公差数值标准确定，查《塑料成型工艺与模具设计》表3-8和表3-9取一般精度IT4。
根据塑件外观要求和批量生产的需要，塑件的表面粗糙度取Ra0.63um。
3、塑件形状，计算塑件体积质量因本塑件外形为空心，圆柱体，因此易用圆柱体的体积公式求得其实际体积。
由零件图的标注尺寸和圆柱体体积公式可得，πR2×高=π×302×30=84780 mm3πR12×高=π×282×28=68929.28mm3V`=84780-68929.28=15850.72 mm3φ12圆体积πR2×2=π52×2=235.5mm3V`=15850.72 -235.5=15615.22mm3V’’=15615.22/0.8=19519.025 mm3因为是一模两腔，所以V’’’=2V’’=39038.05 mm3塑料的密度为1.03g/ cm3，因此可得塑件的质量m，即m =Vρ=15.6×1.03=16.068g4、确定塑料注射工艺参数根据《塑料成型工艺与模具设计》表4-1查得，ABS的注射工艺参数如下：注射机类型：螺杆式形式直通式喷嘴温度（℃） 180～190前段 200～210料筒温度（℃）中段 210～230后段 180～200模具温度（℃） 50～70注射压力（MPa） 70～90保压力（MPa） 50～70注射时间（S） 3～5保压时间（S） 15～30冷却时间（S） 15～30成型周期（S） 40～70二、确定塑件在注射模中的位置1、确定型腔数量根据生产批量和零件分析并考虑，成型时模具受力均衡等因素，决定采用一模两腔。
塑料模具设计第五周 第一讲(第四章)
第十周第一讲目的和要求：了解注射模具浇口尺寸的计算和浇口的设计原则，学会浇口的位置选择。
简单了解排气和引气系统设计的内容（方式、原则）。
熟悉凹模和凸模的设计。
重点难点：浇口尺寸的计算和浇口的设计原则、浇口的位置选择、凹模和凸模的类型和设计特点4.5.3浇口的设计3. 各种浇口尺寸的计算（1）浇口的横截面积—一般取分流道横截面积的3%-9%，对于流动性差尺寸较大的塑件，其浇口尺寸取较大值，反之取较小值。
浇口长度和其表面粗糙度都一定要求。
见表4-10 各种浇口尺寸计算见表4-11常用塑料的点浇口与侧浇口推荐值（2）保证平衡进料浇口尺寸计算举例—实际生产中，根据计算结果、经验并结合软件模拟确定浇口尺寸。
在加工浇口时先将浇口做得小一些，在试模时根据实际情况增加，直至达到各个型腔均匀进料，同时充满型腔的目的。
具体问题具体分析。
分流道布置有一种非平衡的第一种情况，现作如下分析：1）对分流道横截面大且流程短（d>6mm,L<200mm）的中小型模具，由于分流道内塑料熔体的T、P变化不大，熔体先到离主流道最近的浇口处，进入型腔。
这时分流道尚未充满，其对熔体的阻力比浇口处对熔体的阻力小得多，熔体在浇口处初凝而不再充型。
熔体会继续沿分流道前进直到整个分流道被充满。
当分流道内的熔体压力升高后会首先充满远离主流道的型腔，然后再返回来依次冲开初凝时间较短的浇口。
并依次充满各型腔。
为使各型腔能基本上同时充满，就将靠近主流道的浇口做大些，而远离主流道的浇口做小些，或使靠近主流道的浇口长一些，而远离主流道的浇口短一些。
针对浇口尺寸无有效计算方法，靠试验而定。
2）对分流道比较细长（d<6mm,L>200mm）以及流道中熔体的阻力和温度都不可忽略的大中型模具，T、P降会使远离主流道的浇口难以充型，这时应该将远离主流道的浇口做大些，靠近主流道的浇口做小些，以期实现各型腔同时充满。
如图4-74 分流道横截面较小且流程较长，如果将所有二级分流道和浇口的横截面积设为相同，则靠近主流道的型腔比远离主流道的型腔先充满。
第四章(塑料模CADCAM)
华中理工大学的HSC-1系统；浙江大学的UGⅡ系统；合肥
工业大学的IPMCAD V4.0；郑州工业大学的Z-MOLD等。
第一节 塑料模 CAD/CAM系统结构与功能 二、模块功能
塑料模CAD/CAE/CAM软件系统主要包括以下主要模块及
功能： （1）图形输入模块 （3）批准模架库 （5）流动模拟模块 （7）保压模拟模块 （2）模具结构设计模块 （4）注射工艺参数优化模块 （6）流道平衡模块 （8）冷却分析模块
第二节 塑料制品建模 三、塑件形体构件的分布实施方案
塑件形体图的构造过程分三个独立子过程：外形体构造、内
形体构造、塑件形体生成。 就是先分别构造塑件的外形体和内形
体，并分别存盘；再使用这两种形体生成塑件的形体。
外模型： 即基本模型，是将塑件视为实心体进行造型所得
的实体模型。 内模型： 内模型是对塑件内侧壁为边界的视在物体进行造 型所得的实体模型。 附加的形体用于塑件的外（内）侧壁底部有台阶或卷边等情 况。
关部位，与实体图形一起存储；其它属性特征信息有两种存储 方式：一是建立数据文件，二是作为图形扩展数据存储在实体 图形中。
第三节 CAD/CAM发展趋势
第三节
塑料注射模CAD/CAE/CAM
第三节 塑料注射模CAD/CAE/CAM 一、结构设计
1、从塑件尺寸到模具工作部分尺寸的转换
本模块主要考虑塑件的收缩而产生的塑件尺寸到模具工作 部分尺寸的转换计算。
标准模件构型模块 输入结构参数 修改吗？
是
修改参数
否
输入插入位置 生成标准模件
屏幕显示
线 框 显 示
实 体 显 示
平 移 变 换
放 缩 变 换 确认吗？
旋 转 变 换
肥皂盒注塑模具设计
dm
d1s
3
0
4
&
=83.75
0 0 .25
43
0.28
43.43
0 0 .13
9
0.16
9.17
0
0
.05
6
0.16
6.15
0 0 .05
型腔深度尺寸
基本尺寸/mm 公差值/mm
计算
18
0.12
HM
H 1S
2 & 30
=[18×(1+0.005)-0.67×0.20]
0
/
分型面的设计
如图所示，本次设计的分型面选在塑件的最大外形轮廓处
任德帅
成型零件的结构
计算
凸模的计算
凹模的计算 型腔加工
凹模的结构设计
因为型腔的形状并不复杂，故采用整体组合式凹模 整体式的凹模的特点是牢固，不易变形，不会使塑件产生拼接线的痕迹，比较
适用于结果不太复杂的中小型模具上。 其结构如下
型腔尺寸是由塑料制品的零件图增加收缩值，脱模斜度，这里按平均收缩值计算。 塑料的成型收缩受多方面影响，如塑料品种，制品几何形状及大小，模具温度， 注射压力，充模时间，保压时间等，其中影响最显著的是塑料品种，制品几何形 状和壁厚
型腔尺寸国际计算法如下：
型腔内形尺寸
基本尺寸/mm 公差值/mm
85
0.44
以储存润滑油，减小导柱和导套之间额摩擦力。 b、材料 该导柱应该具备硬和耐磨的表面和坚韧不易折断的内芯，这里采用经
过淬火处理的T8钢，硬度为50～55HRC。导柱固定部分表面粗糙度为 R0.8μm，导向部分的表面粗糙度为R0.4μm。 c、要防止的问题 导柱导套因磨损而导致的烧死。
车用塑料件的模流与结构联合仿真分析
车用塑料件的模流与结构联合仿真分析李西顺;杨明华;孙正峰【摘要】现存结构仿真软件的材料模型无法准确表达塑料及纤维复合材料零件各向异性的特性,为提高这类零件结构仿真的准确性,使用Moldex3D,Digimat和OptiStruct联合仿真的方法,针对汽车空调风门进行三点弯曲试验工况下的强度仿真与分析.按照实际成型工艺对空调风门进行模流分析,将模流分析得到的结果通过Digimat映射到结构有限元模型上,得到联合仿真模型,并将该模型的分析结果和未映射模型的分析结果同时与通过试验获得的真实应力值进行对比分析.研究结果表明:由成型工艺导致的材料各向异性对风门的应力分布和重点区域应力值均有较大影响;在熔接线附近,考虑玻纤取向的联合仿真模型得到的应力值与实际的应力值更接近,可以提高含玻纤材料零件仿真计算结果的准确性.【期刊名称】《计算机辅助工程》【年(卷),期】2017(026)005【总页数】6页(P17-22)【关键词】汽车;空调风门;注塑成型;模流;各向异性;玻纤取向;熔接线;强度【作者】李西顺;杨明华;孙正峰【作者单位】成都航天模塑股份有限公司技术中心,成都610100;成都航天模塑股份有限公司技术中心,成都610100;成都航天模塑股份有限公司技术中心,成都610100【正文语种】中文【中图分类】U466汽车的轻量化是指在保证汽车整体品质和性能不受影响的前提下，尽可能地减轻汽车产品自身质量，从而发挥汽车动力性、减少燃料消耗、降低排气污染。
[1]汽车的轻量化最终要分解落实到相关零部件的轻量化。
[2]汽车轻量化技术可以分为结构优化设计、轻量化材料的应用和先进制造工艺等3个主要方面，其中轻量化材料包括：高强度钢、铝合金、镁合金、塑料和复合材料等。
[3]塑料及纤维复合材料在汽车工业中的应用日趋广泛，使用量持续增长，特别是在内饰件、外饰件和功能件等3类零部件中的应用。
[4]使用工程塑料或纤维增强复合塑料，不仅能减轻整车的质量，还能增强汽车的综合性能。
《材料成型计算机模拟》课程设计任务书
《材料成型计算机模拟》课程设计说明书课题名称计算机辅助棒材挤压模设计. 指导教师张金标. 专业小组2012材控第13设计小组.小组成员1210121120.1210121121 .1210121122.1210121124.1210121125.1210121126.1210121127.1210121128.1210121129.1210121130.2015年11月13日《材料成型计算机模拟》课程设计任务书一、课题名称本设计课题为计算机辅助棒材挤压模设计。
二、设计目的掌握挤压变形工具设计方法，巩固挤压变形理论与知识，进一步熟悉数值模拟软件的使用方法，培养CAE在金属塑性成形中的应用技能。
设计棒材挤压工艺参数和模具结构参数，运用DEFORM软件模拟分析设计参数的合理性。
三、概述挤压是对放在容器（挤压筒）内的金属坯料施加外力，使之从特定的模孔中流出，获得所需要断面形状和尺寸的一种塑性加工方法，有正挤压、反挤压、组合挤压、连续挤压、静液挤压等多种形式。
挤压成形能充分发挥金属塑性，获得大变形量，实现由坯料到成品的一次成型。
挤压变形能显著改善金属材料的组织，提高制品的力学性能、尺寸精度和表面质量。
因此，挤压是金属材料加工的一种应用广泛的成形方法，适用于薄壁、细长的管、线、型材的生产，特别是断面复杂的异型材的加工生产。
但是，挤压变形也存在制品组织与性能不均、工模具磨损快和设备负荷高等缺点。
挤压制品的组织性能、表面质量、尺寸及形状精度、工模具损耗以及能量消耗都与坯料、挤压工艺、工模具结构尺寸和形状等因素相关。
因此，挤压工艺与工模具的设计合理与否是挤压成形的关键。
本设计以 20mm棒材（黄铜DIN_CuZn40Pb2）挤压成形为例（图1所示），研究挤压变形工艺参数、模具结构形状与尺寸对金属流动、变形力等参数的影响，通过DEFORM软件模拟分析参数的合理性。
四、设计内容与要求1、设计内容（1）运用金属塑性变形理论、金属挤压成形理论与工艺的知识，选择坯料，设计挤压工艺参数。
注塑模CAE流动模拟技术概述
ｃ Ｅ Ａ 技术在塑料注
射成型过程中应用的
的依 据
。
直径均为 二 、注塑模 Ｃ Ｅ Ａ 对模具 道 有 着相同 的截面尺 寸（
的设计
一
５ ｍ ，利 用Ｍ Ｉ ｍ） Ｐ流动平衡分析， 调整 主流道和各分支流道的长度和 截面
、
注塑模 Ｃ Ｅ Ａ 对制 品
，
、
。
之前就能在计算机上确定注射浇 口
及流道的 Ⅸ Ｌ Ｌ 配置和尺寸 ；模拟塑料 熔 Ｉ重：日 且１ Ｊ １ 主什 坩 ｊ Ｌ ’ ＼’； 天ｊ ．Ｉ １ Ｈ 体在模具中的流动 充填 等情况， 预测设计中的潜在缺陷 为设计人 员修 改 设 计 贝修 以 阪 Ｉ 设置 工艺参 数 、 获 、 阪亘 上 乙 烈 扶 得最 佳 填充 的模具 结 构提 供 科 学
保压过程和冷却过程 ，定量地给出 ２ ｍ Ｄ ｍ ，中间为ｌ ｍ ｍ ￣３ ｍ ｍ 的制件 。
成型过程的状态参 数。充填过 程的 因为两侧壁厚 ，流动阻力小 ，熔体 下熔体均 匀地 同时充满各个型腔 ， 且在保压 阶段 的补料条件也相同。 Ｃ Ｅ 析就是 不仅要获 取诸 如充 填 迅速 向前流动 ，而 中间部分壁薄 ， Ａ分
１对流道 系统 的设计 ．
的设计
制 件 的 壁厚 对 注 塑成 型 中的
流 道主 要 设 计 用来控 制 摩 擦 尺寸 ，使各 型腔基本 同时充模以达
型腔 内压 力降和 生产周期的影响很
大 ，使用传统 反复试模 的方 法来 改
善制 件 和模 具 的结 构 ，既浪 费 时
间、增加生产成本 ，又影响模具 质 量。利 用注塑模Ｃ Ｅ Ａ 软件 可以在产
。 ｈ 流动分析结 ｇ） 果出发・ 介绍了 注塑
公共科考试：2022塑料成型工艺与模具设计真题模拟及答案(5)
公共科考试：2022塑料成型工艺与模具设计真题模拟及答案(5)1、模塑成型阳螺纹采用瓣合模成型时，制品容易出现（）现象。
（单选题）A. 充不满模B. 飞边C. 制件有缺陷D. 制件变形试题答案：B2、以下是对称的构成形式有（）。
（多选题）A. 左右B. 反转C. 上下D. 发射试题答案：A,B,C,D3、对外贸易按商品形态的不同，可分为（）（多选题）A. 直接贸易B. 转口贸易C. 间接贸易D. 有形贸易E. 无形贸易试题答案：D,E4、为了确保塑件的强度和刚度而又不致于使制品的壁厚过大，并改善了塑料熔体的充模流动性，通常在塑件上设置（）。
（单选题）A. 加强筋B. 螺纹孔C. 盲孔D. 嵌件试题答案：A5、（），成型收缩率大，脱模和脱模后塑件变形大，并且易造成溢料和粘模。
（单选题）A. 模温过高B. 模具温度不均匀C. 模温过低D. 模具温度均匀试题答案：A6、中国传统的“喜相逢”图案的构成形式，即为灵活应用（）。
（单选题）A. 比例与权衡B. 对称与均衡C. 节奏与韵律D. 变化与统一试题答案：D7、斜导柱侧抽芯机构包括（）。
（单选题）A. 导柱、滑块、导滑槽、楔紧块、滑块的定位装置B. 导套、滑块、导滑槽、楔紧块、滑块的定位装置C. 推杆、滑块、导滑槽、楔紧块、滑块的定位装置D. 回程杆、导滑槽、楔紧块、滑块的定位装置、斜导柱试题答案：D8、塑料制品的外表面是由模具（）成型的。
（单选题）A. 拉料杆B. 型芯C. 回程杆D. 型腔试题答案：D9、具有一定外形限制的纹样，图案素材经过加工变化，组织在一定的轮廓线以内是（）。
（单选题）A. 适合图案B. 综合图案C. 连续图案D. 单独图案试题答案：A10、塑料制品的内表面是由模具（）成型的。
（单选题）A. 喷嘴B. 型芯C. 嵌件D. 型腔试题答案：B11、球头铣刀主要用于加工注射模成型零件中的（）内容。
（单选题）A. 大平面B. 孔C. 键槽D. 轮廓试题答案：D12、用螺杆式注射机加工塑料制品过程中可以有效降低熔融粘度的方法为（）（单选题）A. 增加螺杆转速B. 降低喷嘴温度C. 增加注塑压力D. 降低模具温度试题答案：A13、卧式注射机SX-Z-60中的60表示（）。
注塑行业通用术语
品质 quality 满足或高于消费者期望的产品综合质量公差 tolerance 保证质量前提下允许尺寸的波动范围不良标签 defective product label 表明制品,不良或不合格内容的小说明标示单 identifying sheet list 表明制品,物品,地点等特性或作用的小说明整理 Seiri 必要与不必要的物品分开处理整顿 Seiton 物品分门别类，按规定摆放并标识清扫 Seiketsu 去除赃污防止再次发生清洁 Seiso 将整理、整顿清扫制度化、标准化教养 Shitsuke 人人按照规定和制度行事，养成良好习惯安全 Safe 自身安全,他人安全和设备安全来料不良 deficient purchase 上一工序的产品质量不符合本工序质量要求刮伤 scratch 在制品表面因手或其它物体摩擦形成的影响制品外观质量的现象压痕 dents 由于重力或压力引起接触面的痕迹,可影响外观美观螺栓 bolt 起固定作用的栓件热注射成型 thermoplastic injection molding 通过加热使物料熔化在注射到模具内形成期望的制品控制面板 control plat 对设备参数控制的简易操作平台显示器 pro-face 显示设备必要信息的屏幕安全门 saft door 防止事故发生,增大安全系数的保护装置门注射座 enjection blend 注射成型机组成部件,支撑并协助注射的金属平台螺杆 screw 起旋转计量作用的螺纹状部件.是成型机的核心机械件料膛 fabbrel 树脂预塑的炮膛状部件,和螺杆配合俎件质量要求较高加热圈 heater 围绕在料膛周围,起迅速并均匀加热作用的片状加热器喷嘴 nozzle 连接注射成型机料筒与模具浇口套接触的像针头状的组件定模板 plam 可固定模具在成型机上的铁板,是成型机的一部分动模板 moving plam 成型机曲臂连接板,使模具固定在成型机上做开合模运动的动模板成型机顶杆 ejector pin 连接到模具上控制模具顶杆顶出或回退作用的连接杆手动操作 man 只能手动单一步骤状态操作半自动操作 sengle man 可半自动状态操作全自动操作 auto 根据设置的程序在全自动状态动作料膛清洗 purge 一般用PE料做射出动作来清除或淡化料膛内物料或颜色上料机 loader 在料杯树脂不足在传感器监控下吸取储备树脂的成型辅助设备温调机控制模具温度,保持在设定温度以内的温度控制设备参数监控画面对设备具体参数设定的画面,一般配有图表生产管理画面 product menut 在全自动生产状态下对产品质量和数量控制的页面模板控制画面 plam control 模板动作状态控制页面顶出控制画面 ejector control 顶出动作状态控制画面加热管理画面 heat control 材料加热控制画面注射速度画面 speed control 注射过程中对速度控制的画面注射压力画面 fulling pressure control 注射过程中注射压力控制画面保压控制画面 packing pressure control 注射后保持设定压力提高制品质量的控制画面计量控制画面 excit control 计量尺寸和相关参数控制画面报警显示画面 alarm view 设备动作异常或监控报警预览最大高度 maximum daylight 成型机模板打开的最大尺寸最小高度minimum daylight 能满足成型机性能的最小模具厚度锁模力 clamping force成型过程中为保证动，定模相互紧密配合而需施加的在模具上的力锁模系统 clamping system 模板控制系统,注塑机上系统的一部分控制系统 control system 计算机通过检测、处理信息并重新输入计算机进行控制相关参数抽芯距 core-pulling distance 将侧型心抽至不防碍制品脱落的滑块滑动的距离抽芯力 core-pulling force 从模内的成型塑件中，抽拔出侧型心所需要的力生产周期 Cycle time 生产每个制品的时间或是单位时间内生产制品的个数液压系统 hydraulic system 液压动力注射机上的压力系统短射 short shot 由于一次注射压力不足或速度偏低引起的浇不足现象喷射 jetting 材料水份超标,结构不良引起的表面气泡等不良现象白化制品破坏前变形引起的颜色差异缩痕 shrinkage 热熔体在收缩情况下表面会形成凸凹状现象的统称收缩差异 asymmetric shrinkage 制品厚度不均匀或分子排列不同引起的不均匀收缩熔接线 lines 两股或多股熔体结合位置形成的线状痕迹亮线 color change 一种有明亮痕迹的注塑成型缺陷，一般为线状少为带状冷熔接 Cold welding 低温区域的熔接，多见于冲填结束，不同塑料熔前交汇造成困气 air traps 又称包气,熔体流动将气体堵住或包住不能及时排出烧伤 burn 填充时模具内部气体不能迅速排出产生压缩高温,导致制品局部变色黑斑 black specks 注射成型过程中因高温或树脂分解等原因引起的黑色不良现象料纹 black streads 树脂在模具腔内流动时由于层流因素引起的外观不良现象烧焦 burn mark 因高温引起的成型缺陷的一种色差 discoloration 制品本身颜色有其他杂质颜色混入形成的不良现象脆化 brittleness 成型缺陷（因树脂性质发生变化引起的脆化或者破裂）蠕变Creep 高聚物在恒定温度和应力下，长度随时间延长而逐步深长的现象位移Displacement 熔体内部压力差引起高压部份向低压部分推移现象,可产生层次感分层表面剥离 delamination 同一树脂或不同树脂发生层流后产生的现象三角洲效应 delta effect 局部温度差方向收缩 diectional shrinkage 由大分子链排列引起的具有方向特性的收缩尺寸变化 dimensional variation 生产出的制品在不同的环境下都会产生尺寸的变化尺寸稳定性 dimensional stability 制品尺寸的稳定性和一致性密度 Density 单位体积的质量翘曲 warpag 有多种原因引起的变形现象,如收缩翘曲,配向翘曲等变形distortion产品在内应力或外力的作用下产生的尺寸变化以及形状变化迟滞 hesitation熔体的某一部份发生停止流动或极缓慢流动的现象垂直于流动方向的收缩 cross-flowshrinkage 发生在垂直于熔体流动方向上的收缩热变形温度 deflection temperature 热力的作用下，塑料可以发生变形的温度脱模demolding 保压后制品在模具内部成型完毕脱离模具的现象脱模斜度draft 方便成型制品脱离模具而设计的角度脱模困难ejection difficulties成型制品不容易脱离模具的现象内应力internal stress残留在制品内部因各种原因产生的应力长链高分子 long chain macromolecule很多小分子连接而成的具有较大质量的长分子连凝固层比例frozen layer fraction熔体在模具内冷却状态之一的数学表示方法取出removal成型后制品拿出的过程粗加工rough machining 毛坯加工或留有大量余量的待加工品伺服马达 servomotor配合CPU工作的马达工序workstage 完成一个组件或产品经过的步骤塑料件 plastic parts 以塑料为原料生产的制品注射模 injection mould 通过注射方式成型的模具斜销 angle pin / finger cam 倾斜于分型面、随模具的开闭产生相对运动的圆柱零件斜滑块 angled-lift / splits 斜向镶块或滑动的镶块悬臂搭扣连接 cantilever snap joints 组合方式之一模套chase / bolster / frame 使镶件或拼块定位并紧固在一起的框套形结构零件型芯 Core成型模具内表面突起的组件支架 ejector housing / mould base leg 使动模能固定在压机或注塑机上的L型垫块推块 ejector pad 在腔内起部分成型作用，并在开模时把塑件从型腔内推出的零件推杆 ejector pin 用于推出塑件或浇注系统凝料的杆件推板ejector plate 支撑推出和复位零件，直接传递机床推出力的板件复位杆 push-pack pin 借助模具的闭合动作，强制推出机构复位的杆件浇口尺寸 Gate dimensions(sizes) 浇口的相关尺寸直接浇口 direct gate;sprue gate熔融塑料经主流道直接进入型腔的进料方式盘式浇口 disk gate 沿塑料件内圆周扩展进料的浇口侧浇口 edge gate 设置在模具的分型处从塑件的内或外侧进料的方式扇形浇口 fan gate 从分流道道型腔方向的宽度逐渐增加的呈扇型的浇口浇口镶块 gating insert 浇口以镶块的形式存在圆柱头推杆 ejector pin with cylindrical head 推杆的一种，头部形状是圆柱型形扁顶杆 flat ejector pin 工作截面为矩形的顶杆连接推杆ejector tie rod 连接推件板与推杆固定板，传递推力的杆件导套 guide bush 与导柱相配合，用于初步确定模具导柱 guide pillar 起导向作用的部件，一般为圆柱体浇口 gate 连接分流道合型腔的进料通道浇口长度 gate length 浇口的长度浇口位置 Gate location 树脂流入模腔的点相对整体模腔的位置嵌件 insert 成型中埋入或随后压入塑件中的金属或其他材料的部件楔紧块 heel lock 带有楔角,用于合模时楔紧滑块的零件凹模cavity plate 成型塑件外表面的凹壮零件(包括零件的内腔和实体两部分)凹模拼块 cavity splits 母模中的镶件拼块定模座板 fixed clamp plate 使定模固定在注塑机的固定工作台面上的板件是模具的基座顶出系统设计 ejection system design 顶出制品机构的类型，布置方式的设计包括模具和成型机两部分顶出时间 ejection time 制品脱离模具可安全取出的时间推板导套 ejector bushing 与导柱滑配合，用于推出机构导向的圆柱形零件推板导柱 ejector guide pillar 与推板导柱滑配合，用于推出机构导向的圆柱形零件冷料穴 cold-slug well 在浇口流道末端用于储藏低温熔体的槽公模面 male mold face指凸模面或是动模面模具温度 mold temperature 注射成型使用的模具的实际温度或设置温度支撑板backing plate /support plate 支撑模具芯体和其它运动结构的板状模块隔板baffle 为改变蒸汽或冷却水的流向而在模具内部设置的金属条或板掏空 core out 将制品的一部分设计成掏空的部分型心拼块 core splits 凸模中的镶拼件，一般成型出制品内表面的某个部分强度设计 Design for strength 对应制品使用环境要求而设计的强度型芯固定板 core-retainer plate 用于固定型心的板状零件斜度 draft angle 为了方便出型或脱模设计的斜度母模面 Famale mold face 指凹模面也叫定模动模面 dynnamic mold face 指凸模面也叫公模斜槽导板 finger guide plate 具有斜导槽，用以使滑块随槽动作抽芯合复位动作的板状零件推杆固定板 ejector retainer plate 用于固定推杆位置,使其不发生位置变化的压板弹性模量 elastic modulus 衡量材料产生弹性变形难易程度的指标模具的弹性变形 elastic deformation of tool 模具在行腔压力下发生的弹性变形加热圈 heater 用于加热使用的环行加热部件定距拉板 puller plate; limit plate 在开模时限定某一板动作距离的板件热流道板 hot-runner manifold 为开设分流道设置的加热元件，保持融料的温度水平分型面 horizontal parting line 立式成型机中,模具天地开模(上下),分型面为水平状态热流道模具hot runner mould 也称无流道,浇口料在模具内部保持熔融状态的模具热塑性塑料注射模 injection mold for thermoplastics 热塑性材料使用的注射成型模具垫片 gasket 调整高度使用的薄金属片拼块 splits (of a mould) 按设计和工艺要求，用以拼合模具型腔或型芯的零件限位块 stop block 限制活动范围的零件限位丁 stop pin 限制位置的丁状零件浇口镶块gating insert 以浇口形式存在的镶块钩型拉料杆 sprue puller,z-shaped 形状像钩子,起拉料作用球头拉料杆sprue puller, ball headed 拉料部位呈圆型的零件但不是规范的圆形标准模架 standard mould bases 通用并具有互换性的模架滑块 cam slide 可以滑动，带动侧型心完成出型,抽芯和复位动作的零件推件板 stripper plate 直接推出塑件的板壮零件推件环（盘） stripper ring 起局部或整体推出塑件作用的环行或盘型零件潜伏浇口 submarine gate 位置不明显,一般可自动剪切的浇口支撑柱 support pillar 为增强动模的钢度设在动模支撑板和动模座板之间的支撑零件镶件 mould insert 在工艺上便于加工或修理与主体部件分开制造的局部零件煤油 kerosene 石油提炼出的油脂,一般在模具行业中清洗附着的分解物或异物定位 locate 固定在要求位置工作台machine table 操作或加工的区域,可能是安全区域也可能是非接触区域.车间machine shop 工作的场合,一般指一线工作人员的工作区域而非文件处理办公室故障 malfunction 影响机械设备正常工作的现象低碳钢low carbon steel含碳量在0.10%至0.30%之间，也称为软钢修正 modification 一般指在接近标准的基础上进行小尺寸的修改以达到更高的要求包装pack为了美观或防止潮湿,灰尘,碰伤等采取的保护措施面板panel 多指可视或裸露在外面的并起到遮盖作用的部件等离子plasma 物质原子内的电子在高温下脱离原子核的吸引，使物质呈为正负带电粒子状态存在绘图机 plotter 可联网专用于绘制图纸的机械装模工press setter 组装并研磨模具的工人花键splin齿轮状起到连接固定作用的部件条形码 barcode 用于储存部件相关信息的条状代码操作员 operator 使用或控制机械设备人员课长supervisor外来语,日本,韩国称为课长,中国一般称科长外观检查cosmetic inspect对制品外观质量目视或测量的过程内部检查inner parts inspect对制品内部质量目视或测量的过程前面板front plate组件前部或正对着使用者方向的部件后面板rear plate组件后部或背向使用者方向的部件电源按键power button控制电源开启或关闭的按键工作间work cell小型工作车间或有几个人协作完成的一道工序的线体品质管理部门QC Section品质控制和管理的部门,国际上多与生产分开管理机械手robot代替操作人员手动工作的半自动或自动机械设备车床lathe用车刀对对旋转的工件进行车削加工的机床工业酒精iudustrial alcohol可以导致人体中毒的甲醇生锈rust模具因潮湿和空气中的氧气发生的一种化学反应成红赫色物质换模die change 换模就是切换其它模具,将原来的模具卸下换上另一副装模to fix a die开机生产前将模具使用手动或机械自动夹持在成型机上修模to repair a die一种对模具非正常状态进行处理并修理到正常状态的过程到角reverse angle = chamfer为了防止金属锐利的角划伤或使外形美观将锐角去处的一种方法淬火quenching提高钢强度和硬度的一种工艺方法回火tempering 淬火后一般都经过回火，可提高组织稳定性退火annealing生产中常用的预备热处理工艺套筒sleave中空的小管,和套筒芯组成组件形成孔,顶出时只有套筒动作无流道Runner less 即热流道,熔体不形成冷却废弃的材料,在模具内保持熔体状态首件确认FAA first article assurance 对生产的第一个制品进行外观检查或组装等实验,确保可继续生产特采L/N Lot Number 特在不防止阻碍制品正常应用的条件下被允许生产的托词电极copper electrode铜制品,在电加工上对坯放电造型稳定性好good staility质量在允许范围内波动气阀valves控制气体的阀斜顶angle from pin与推板动作方向不一直的顶杆锁模块lock plate防止模具在运输过程中打开的锁紧件压条plate固定相关组件的条状零件二板模2-plate mold无中间板的模具,看模后只见两个板三板模3-plate mold有中间板的模具,可见三个板热嘴hot sprue可加热的端口区域探针thermocouples快接头jiffy quick connector plug实现快速连接的接头扭距torque扭转变形时，内力偶距称为扭距样品sample可代表综合质量的个别产品原因分析cause analysis通常采用人,机,料,法,环来剖析问题的过程良品good product符合质量规定的产品不良品defective product不符合质量规定的产品飞边flash在模具缝隙中形成的不良现象,片状的称为飞边喷射jetting树脂熔体形成泉流后在制品表面形成的不良现象变形distortion由于收缩和其它原因引起的形状变化疲劳fatigue 高聚物材料在长期应用情况下所表现出来的特性延展性ductile可锤炼可压延的程度，材料特性之一翘曲Warpage由于非均匀收缩或分子排列等引起的抽曲熔接线weld line 熔体相遇后在连接位置形成的不良现象脱模困难ejection difficulties制品脱落时发生的困难扭曲torsion一种载荷类型留痕flow marks注塑成型缺陷的一种包括料留痕，气留痕和型腔结构留痕鱼眼fish eyes注射成型缺陷的一种,表面有颗粒状物质疲劳fatigue 高聚物材料在长期应用情况下所表现出来的特性龟裂现象environmental stress crackresistance 由于内应力的存在发生的制品段列，裂纹现象缩痕 sink marks 熔体遇冷后产生的收缩现象冻结 freeze 大分子链停止运动,熔体开始凝固浇口固化gate freeze-off 浇口中的熔体由流动到冷却静止的过程喷泉流动 Fountain Flow 像泉水涌出,中间层熔体向两侧翻出的现象自由收缩 free shrinkage 在常温常压以及不受载荷时发生的自由收缩现象中心趋向 core orientation 注塑成型工艺中的有一个重要参数热熔接 hot welding 熔体分流后再次融合的一起的现象平均温度 Average Temperature 不同测控点的温度平均值平均速度 average velocity 熔体在流动时候速度的平均值回流 back flow 由于不同区域压力差引起的熔体倒流现象计量背压 back pressure 树脂在计量时候形成推动螺杆向后移动的压力料筒 barrel 树脂计量时的外部部件，与螺杆配合进行计量溢料 bleeding 融体在充填或保压时刻发生熔体溢出的现象共混 blend 聚合物该性方法的一种凸台Bosses 呈突起状区域,具体作用与设计相关分流道 Branched runners 流道系统的一部分,与主流道相连的小流道分支计算机辅助工程 CAE(computer aid engineering) 计算机模拟流动，保压，变形，气辅等模拟手段充填基本流动方式 Basic Flow Pattern in Filling 融体在充填时流动的基本模式悬臂式卡扣 Cantilever snap (hook) 类是于“ 7 ” 型的钩子妆连接方式毛细管流变仪 Capillary viscometer 测量流体黏度的测量仪器型腔压力 Cavity pressure 熔体填充到模具内部时,模具内的压力型腔压力曲线 cavity pressure profile 以曲线的形式描绘出腔内随时间,速度变化的压力曲线中心温度 Center Temperature 制品中心层处的温度热膨胀系数 coefficient of thermal expansion 单位长度的材料温度每升一度的伸长量位移分布 displacement distribution 制品各个部分尺寸的线形伸长或缩短的分布情况可压缩 compressible 塑料在不同的温度下体积发生变化的现象冷却效率 cooling efficiency 单位时间内带走热量多少的度量冷却过程 cooling process 塑料冷却的全过程冷却速率 cooling rate 熔体冷却的速度冷却速度 cooling rate 塑件冷却的速度冷却阶段 Cooling stage 成型周期的一部分,制品冷却直至可安全取出冷却系统 cooling system 用于冷却塑件的系列冷却装置以及布置方式冷却时间 cooling time 塑件从保压开始一直到顶出的一段时间冷却水管 cooling channel 用于冷却塑件分布在模具外部的水路锥板式流变仪 cone-and-plate viscometer 一种流体的黏度测试仪器冷却模拟 cool simulation CAE 辅助分析的一种,用于模拟冷却过程冷却通道 cooling channel / cooling line 设计在模具内部的冷却液通道，用以控制所要求的模温模面温度差分布 distribution of mold temperature difference 制品的两个和模具接触表面的温度差分布情况缓冲量 cushion 保压后螺杆所剩余的计量长度壁厚变化 wall thickness variation 塑料制品壁部的厚度变化截面 section 断开的端面孔 aperture 起到组装或固定作用的孔(不一定是圆形)作用力 applied loads 实际载荷或受力弧 arc 直线的过度联系常使用的弧,可以起到加强或美观的作用制品产品 article 物品,制造生产的部件轴 axis 应用在不同环境下的轴,可起到对称基准或连接等作用钳工工作 bench-work 研磨,组装,修理模具等工作坯料 blank 没有进行细致加工的原材料黄铜 brass 由铜和锌组成的合金毛刺 burr 尖锐的比较小的突出部分铸钢 cast steel 用于浇注铸件的钢压板 clamp 用于固定模具的夹具轮廓 contour 造型艺术术语，指界定表现对象形体范围的边缘线制图 drawing 给予说明加工尺寸或外观图纸制作过程点火花加工 electrochemical machining 一种采用高压放电对金属部件加工的工艺电极 electrode 铜材料,用于放电加工的阴模,放电加工完毕后被加工部件形成阳模套管 ferrule 筒装管子装配工 fitter 组装研磨工人磨光 grinding 研磨抛光硬度 hardness材料局部抵抗硬物压入其表面的能力应力集中 Stress concentration 在应力的情况下出现在应力聚集的现象应力断裂 stress cracking 在应力的情况下发生断裂应力松弛 stress relaxation 在恒温和应变情况下应力随时间延长而减小的情况应力集中源 stress risers 产生应力集中的区域应力应变特性 Stress-strain behavior 应力发生变化的特点浇注系统 feed system 由喷嘴到型腔之间的进料通道组成包括主，分，浇口合冷料穴纤维增强性材料 fiber-filled polymers 为了提高或降低某中特性在塑料材料中添加了其它成分纤维fibers 高分子材料的一种添加剂 filler 添加到高分子内部改善塑料有关性能的成分流动充填方式 filling pattern 填充过程熔体流动的各种形式充填过程 filling process 熔体填充到模具的整个过程充填速率 filling rate单位时间内添入模腔的熔体量充填阶段 filling stage 熔体填充到模具阶段充填时间 filling time 熔料充满型腔所用的时间严格上讲包括保压填充时间注射力 ejection force 熔体从料膛注入模具内所需要的力体积 free volume 一定量的熔体材料占据空间的部分弯曲 Flexural 一种可发生弯曲的载荷类型流动平衡 flow balance 熔体填充到模具内流动均匀性的一种表现形式流动控制flow control 螺杆速度及压力控制模具腔内熔体的体积流量形式流动长度 flow length 熔体流过的长度流长比 flow length to thickness 壁厚与熔体流动距离的比流动趋向 flow orientation 塑料在流动或冷却的过程呢中，发生在分子链定向的一种行为流动模拟flow simulation ；CAE辅助分析虚拟流动的一种方式圆形流道Full-round runner截面为圆形的流道三角筋 Gussets 三角形状起到加强或者支撑作用的筋等半圆形流道 Halforound runner 截面的形状为半圆形的流道热传导系数 heat transfer coefficient 将热量从热的地方向冷的地方传导速度的量度热传控制 heat transfer control 控制热量传导的仪器设备热传导速率heat transfer rate 单位时间内热能传递的量度冷却水管配置方式 layout of cooling channels 冷却水管在墨菊内部布置和排列的方式玻璃化转变温度 Glass Transition Temperature,Tg 粘流态树脂冷却成玻璃态时刻的温度静置段 holding stage ；Pack结束后,螺杆基本静止不动而维持压力不便的阶段保压时间 holding time 填补收缩时保持设置压力的时间料斗 hopper 盛放待加工树脂塑料的容器冲击强度 Impact strength 高聚物材料抵抗外来冲击的能力,一般通过摆锤实验来测定模内收缩 in mold shrinkage 制品在墨菊内部的收缩流动方向的收缩率 in-flow shrinkage 发生在熔体流动方向的收缩率注射压力 injection pressure 注塑机使熔融树脂注入模具型腔时所需要的压力注射速度 injection speed 熔体注入模具是螺杆的速度注射系统 injection system 注塑机上完成注射,保压的一部分系统模内压力 intemal mould pressure/cavity pressure 在注射的条件下熔融树脂对模具表面的压力定压冷却阶段 isobaric cooling 压力达到一定数值维持不便的冷却过程各向同性 isotropic 指大分子链冻结后在不同方向所具有的共同性质坚韧 tough 高分子的物理性能指标之一指坚固和柔韧性能体积收缩率 volume shrinkage 测量制品收缩的一个参数体积特性 wolumetric Properties 塑料比体积，密度以及PVT的性质体积收缩率 volumetric shrindage 塑件体积的变化率是制品收缩的综合参数体积收缩率分布 volumetric shrindage distribution, 表征体积收缩在制品中不均匀的分布量度长径比 length-to-diameter ratio 制品长度与直径的比长度—厚度比 length-to-thickness 平板件的长度与厚度的比。
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塑件 CAD 构型 盒形塑件具有壁薄 、3D 几何特征复杂的特点 ,
限元网格的划分结果对分析的计算量和准确性影响 很大 。划分网格时 ,在保证计算精度的同时 ,应尽量 减少网格数量 , 但也应注意在几何形状变化急剧的 部位进行网格细划 , 目的是保证该区域的计算精
Abstract : Bas e d on Hel e-S ha w mat he mat ic f l ow model , t he me t hods a nd t ec h nol o gi es f or con2
s t r uct i n g t he 3D CAD model f or t he box-s hap e d p a r t a nd t r a nsf or mi n g t he CAD model i nt o CA E model w e r e gi ve n . Th r ou g h f i ni t e el e me nt mes h p a r t i n g t o t he p a r t a nd nume rical si m ulat i on of t he i nj ect i on p r oces s , t he t ec h nol o gy a nd me t hod f or dec r e asi n g t he p a r t f or mi n g def ect s a nd i m2 p r ovi n g t he mel t- bod y f illi n g f l ow a nd p r oduct desi g n w e r e obt ai ne d .
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《模具工业》 2003. No . 2 总 264
盒形塑件的几何构型与计算机充模流动模拟
伍晓宇 1 , 辛
( 1. 深圳大学 , 广东深圳
勇2 518060 ; 2. 南昌大学 , 江西南昌
330029)
摘要 : 基于 Hele- Shaw 流动数学模型 , 给出了构造 3D 塑件 CAD 模型并向 CA E 模型转换的方法和技 术 , 通过对塑件进行有限元网格的剖分以及注射成型过程的数值模拟 , 得到了减少塑件充模流动成型 缺陷 ,改进熔体充模效果及产品设计的技术方法 。 关键词 : 塑件几何构型 ; 熔体充模流动 ; 有限元网格剖分 中图分类号 : TP271 +. 2 文献标识码 :B 文章编号 :1001 - 2168 ( 2003) 02 - 0008 - 04
Geometric Moul din g of t he Box- Sha ped Part and Comp uter Simulation of Fill in g Flo w
WU Xiao- y u , XIN Yon g
1 2
( 1. S he nz he n U ni ve rsi t y , S he nz he n , Gua n g don g 518060 , Chi na ; 2. Na nc ha n g U ni ve rsi t y , Na nc ha n g , J ia ngxi 330029 , Chi na )
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图3
707 型收音机前盖表面有限元网格 b— — — 外表面有限元网格
a— — — 内表面有限元网格
4. 2
收音机后盖注射流动模拟
为了检查熔体成型充填情况 , 提前发现塑料成 型中的气泡 、 熔接线等缺陷 , 用 C- MOL D [6 ,7 ]对图 3 所示的有限元网格模型进行熔体充模流动模拟分 析 。对塑件进行三维型腔 CA E 流动分析是一项复 杂而繁琐的工作 , 由前述的注射模 CA E 数学模型 可知 , 通过 Pro / E 获得的实体模型应转换成符合 C- MOL D 分析的二维半的中面有限元模型 , 然后选 定进行注射模拟的工艺条件和参数 ,给出的 Tucsun 707 型收音机前盖流动模拟参数为 : 注射材料 :AB S ( base ) 入口熔体温度 :230 ℃ 模壁温度 :50 ℃ 最大注射压力 :47. 71M Pa 熔体充填时间 :0. 75s 模拟得到的保压时间为 1. 75s , 冷却时间为
CAD 模型进行修改或在 CA E 系统内进行修补 。
后盖塑件充模流动与保压过程中的压力变化曲 线如图 4 所示 , 注射点选在塑件几何图形的基准 上。
图 4 充模流动模拟的压力变化曲线
模拟结果表明 : 塑件表面不会有凹痕 、 气泡等缺 陷 , 少量的熔接线分布在不影响塑件外观及强度的 位置 , 熔体温度的变化范围为 220～ 250 ℃, 压力变 化均匀 , 给出的工艺参数能够满足设计要求 。模拟 过程发现塑件厚度变化较大 ,为改进熔体充模效果 , 降低冷却时间 , 减少塑件变形 , 保证产品精度 , 应使 塑件壁厚均匀 。 结束语 对盒形塑件进行 3D 几何构型得到的 CAD 模 型向 CA E 系统进行模型转换的方法和技术适合于 塑件 CAD/ CA E 之间数据的传递 , 通过两者的无缝 衔接可以完成塑件的有限元网格剖分 , 并进行注射
成型过程的数值模拟 , 是改进熔体充模效果及产品 设计较好的技术方法 。 参考文献 :
[1] L Yang . Wo rld Plastic Outloo k . L eading indicato rs are o n t he rise fo r mo st areas of t he plastic indust ry [J ] . Mo dern Plastic , 1995 , ( 11) [2] [3] V Wigot sky. Co mp uter and Plastics[J ] . Plastics Engineering , 1990 , ( 10) M H Naitove . Practical Q uestio ns and Answers o n Co mp uterized Mold Filling Analysis[J ] . Plastics Technolo gy , 1984 , ( 4) [4] [5]
( 2)
( 3)
— — 压力 p—
cp — — — 常压下熔体的比热 k— — — 热传导率 vx ,vy — — — 在 x , y 方向上流动速率 一般均假定熔体的流动相对于型腔中心层是
对称的 ,即速度和温度的边界条件为 : vx = vy = 0; T = T m = 0 ( 模壁) 5v x 5v y 5T = = 0; = 0 ( 对 z = 0) 5z 5z 5z
《模具工业》 2003. No . 2 总 264 5v x 5v y 5v z + + =0 5x 5y 5z 运动方程 : 5p 5 ( 5v x ) 5p 5 ( 5v y ) 5p ; ; = = =0 5x 5z η5z 5y 5z η5z 5z 能量守恒方程 : 5T 5T 5T 52 T 2 cp( + vx + v y ) = ηγ + k 2 ρ 5t 5x 5y 5z 流体本构方程 : 5v x ) 2 ( 5v y ) 2 + 5z 5z 式中 ρ — — — 塑料熔体密度 T — — — 温度 γ=
体在加工过程中满足连续性方程 、动量守恒及能量 守恒原理 , 由于塑料熔体的非牛顿特性及注射流动 过程的非稳态 、非等温性 , 加上模腔内几何形状复 杂 ,使模拟流动过程相当困难 ,在实际应用中需作适 当的假设和简化 。一般应借助于数值分析方法 ( 有 限元 、 有限差分 、 边界元等) 求解 ,因此不可压缩的非 牛顿流体在非等温条件下的熔体流动控制方程为 : 连续性方程 :
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《模具工业》 2003. No . 2 总 264
4. 29s , 零 件 平 均 壁 厚 为 1. 64mm , 注 射 量 为 0. 0149k g ,最大注射速度为 2. 173 × 10 m / s 。
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度 。我们采用大型通用有限元分析软件 AN S YS [5 ] 对 Tucsun 707 型收音机前盖进行了网格划分 ( 见 图 3) , 该例划分了 43 483 个单元 , 有 22 063 个节点 数。 在网格剖分前需要将前述由 Pro / E 构造的几何 模型传递给 AN S YS 系统 , 输入的文件以 I GES 产 品模型数据进行交换 , 如果 CAD 模型数据转换成 功 , 则可对该模型进行网格剖分 , 如果 CAD 模型数 据转换不成功或者丢失了某些特征信息 , 则应对
— — —— — —— — —— — —— — —— — —— — —— 作者简介 : 伍晓宇 (1963 - ) , 男 , 四川仁寿人 , 副教授 , 主要研究 方向 : CAD/ CAM 、 工业工程 , 地址 : 深圳大学工程技术学院 , 电 话 : (0755) 26536224 , E - mail : wuxy @szu . edu . cn 收稿日期 :2002 - 07 - 05
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注射成型是现代塑料工业中的一种重要加工 方法 , 世界上注射模的产量占塑料成型模具总产量 的 50 %以上 [1 ]。 塑料注射成型是一个复杂的加工与 物理过程 , 为实现注射产品的更新换代 , 提高企业 的竞争能力 , 必须进行注射模具设计与制造及成型 过程分析 CAD/ CAM / CA E 集成技术的研究 。 国外 注射模 CAD/ CAM / CA E 技术研究的成果和有关 统计数据表明 , 采用注射模 CAD/ CA E/ CAM 技术 能使设计时间缩短 50 % , 制造时间缩短 30 % , 成本 下降 10 % ,塑料节省 7 % 。 注射模计算机模拟技术正朝着与 CAD/ CA E 无缝整体集成化方向发展 , 注射 CAD 所构造的几 何模型为实现注射模 CA E 技术提供了基本的几何 拓扑信息和特征信息 , 注射模 CA E 的目标是通过 对塑料材料性能的研究和注射成型工艺过程的模