論文開題報告：典型薄壁塑件注射模澆口優(yōu)化設計及成型工藝參數(shù)研究

大學本科畢業(yè)論文(設計)開題報告
學院：機電學院　　專業(yè)班級：　2008級材料成型及控制工程1班

課題名稱 典型薄壁塑件注射模澆口優(yōu)化設計及成型工藝參數(shù)研究

1、本課題的的研究目的和意義：
澆口的設計對注塑成型的影響至關重要, CAE技術可以快速、準確的模擬出塑料熔體的整個充填過程,從而避免可能出現(xiàn)的設計缺陷,為模具的優(yōu)化設計及生產(chǎn)提供可靠的參考。本文借助MoldFlow軟件分析了摩托車邊蓋注塑成型過程,并對澆口進行了優(yōu)化設計。實驗結(jié)果表明,合理的選擇澆口的位置、數(shù)量以及尺寸等參數(shù)不僅能有效抑制欠注、氣泡、翹曲、熔接痕等缺陷,還可以改善充填時間、型腔壓力等,使實際生產(chǎn)更經(jīng)濟、高效。

2、 文獻綜述（國內(nèi)外研究情況及其發(fā)展）：
2.1薄壁件
分析薄壁塑料件的設計過程，重點闡述根據(jù)模具結(jié)構、塑料件成型工藝、塑料件表面質(zhì)量等來選擇進膠方式和位置。通過優(yōu)化塑料件壁厚和模具結(jié)構，實現(xiàn)生產(chǎn)可靠、尺寸穩(wěn)定，質(zhì)量滿足要求，并總結(jié)此類塑料件的模具設計要點
2.2 CAE
以一次性快餐盒盒電池殼注射成型為例,介紹應用Moldfl
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論是在提高生產(chǎn)率、保證產(chǎn)品質(zhì)量方面，還是在降低成本、減輕勞動強度方面，都具有極大的優(yōu)越性。
目前，對于薄壁塑件注射模澆口優(yōu)化設計的一般思路分為兩部分：注射成型前置處理，模擬分析及相關后處理。在前置處理過程中，1 塑件建模與網(wǎng)格劃分：在proe 軟件中進行塑件建模, 然后轉(zhuǎn)換成STL 格式導入到Moldflow 軟件中進行網(wǎng)格劃分。在網(wǎng)格劃分過程中要對網(wǎng)格缺陷進行修改，如網(wǎng)格狀態(tài)統(tǒng)計，零面積單元修改，_邊修改，重疊和交叉單元修改，大眾橫比單元修改，其他類型缺陷，未定向單元修改。網(wǎng)格的好壞決定了分析的精度。2 材料選擇與最初成型工藝參數(shù)：根據(jù)材料查表確定最初的工藝參數(shù)。3 最佳澆口位置分析：澆口設計應保證塑料熔體有一個快速、均勻、平衡、單一方向流動的填充模式，避免噴射、滯流、凹陷等發(fā)生，所以要在選定澆口設計方案之前對塑件進行最佳澆口位置的預分析。利用Moldflow/ Gate location 模塊,分析得到優(yōu)化的澆口位置, 避免由于澆口位置設置不當而引起后續(xù)分析的大幅失真。4 澆注和冷卻系統(tǒng)建立：確定澆口的成型方案, 在Moldflow中根據(jù)先點后單元再細分的方法完成澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的相關設計。模擬分析及相關后處理：在Moldflow分析序列中選擇“冷卻+ 流動+ 翹曲”模塊進行模擬分析, 針對模擬結(jié)果進行分析與處理, 獲得塑件的合理成型工藝參數(shù)。流動分析面向的是注射成型過程的充模和保壓階段, 總體目標是盡可能降低由保壓引起的塑件收縮、翹曲等缺陷。1 填充時間分析：填充時間分析結(jié)果 可以動態(tài)顯示從進料開始到開模完成整個注射過程中任一時刻熔料流動前鋒的位置。2 填充過程分析：充模分析的輸出文件顯示塑件在填充階段與保壓階段各時間點的填充程度、壓力、鎖模力、熔體流速和V/ P(指從速度控制到壓力控制的轉(zhuǎn)換) 轉(zhuǎn)換情況。3 保壓引起翹曲分析：在MPI/ Warp 分析中把翹曲產(chǎn)生的原因歸結(jié)為3 點: ①冷卻不均勻; ②塑件收縮不均勻; ③分子取向不一致。因此,MPI/ Warp 模塊分析的主要目的是確定塑件翹曲變形是否小于設計要求, 如果不能滿足設計要求,給出塑件產(chǎn)生翹曲的主要原因。4 保壓曲線優(yōu)化及模擬分析：由相關理論和經(jīng)驗可知, 對于收縮不均引起的翹曲, 可以通過優(yōu)化塑件結(jié)構、調(diào)整澆口位置及保壓曲線等方法優(yōu)化壓力分布, 從而改善塑件的翹曲變形量。在本例中以盡量不改變塑件結(jié)構和模具結(jié)構為原則, 通過對初始方案的保壓曲線進行優(yōu)化,降低塑件的翹曲量。5 熔體流動前沿溫度：熔體流動前沿溫度降低過快,黏度增加,流動性降低,所需注射壓力增加,塑件成型后表面粗糙度值增大, 熔接痕明顯。合理的熔體流動前沿溫度分布應該是均勻的, 即模型的溫度變化較平穩(wěn)。整個填充過程中,熔體流動前沿溫度變化,表明由傳熱散失的熱量與因摩擦而產(chǎn)生的熱量基本平衡,避免熱衰變的可能性。6 熔接痕：熔接痕是注射過程中2 股以上的熔體相匯合所產(chǎn)生的細線狀缺陷, 它會影響塑件的外觀質(zhì)量和力學性能。7 氣穴：氣穴是指塑料熔體填充型腔時多股熔體前沿包裹形成的空腔或熔料填充末端時因氣體無法從排氣槽排除而導致填充不完全的現(xiàn)象, 一般出現(xiàn)在最后填充的區(qū)域。此外,塑件壁厚差異較大時,熔體傾向于往厚壁處流動而造成競流效應, 也是造成氣穴的主要原因。我的研究方案跟他們類似，重點解決的是充不滿的缺陷，在解決這個問題后再進行優(yōu)化及確定工藝參數(shù)。


3、 本課題的主要研究內(nèi)容（提綱）和成果形式：
3.1 研究方案
1）查找閱讀與注射模設計及MOLDFLOW應用的參考資料至少5篇，完成開題報告3000字、完成與課題相關的外文翻譯5000字；
2）完成至少兩個不同類型的典型薄壁塑件造型及工藝設計；
3）采用不同的澆注系統(tǒng)設計（直接型澆口及小澆口進料以及熱澆口成型），利用軟件進行流動分析，輔助模具設計，確定合理的模具成型方案；
目標：
（1）澆口類型的確定
（2) 澆口位置的確定 ……（未完，全文共4202字，當前僅顯示2122字，請閱讀下面提示信息。收藏《論文開題報告：典型薄壁塑件注射模澆口優(yōu)化設計及成型工藝參數(shù)研究》）