受力塑件及注塑模的設(shè)計(jì)與有限元軟件應(yīng)用.pdf

1、隨著工程塑料研究的成熟，以塑代鋼就成為現(xiàn)實(shí)。工程塑料越來(lái)越多地用于制造機(jī)械零件，這是因?yàn)橄啾容^于金屬器件，工程塑料具有制造成本低、自身重量輕、容易潤(rùn)滑、噪音低、耐腐蝕、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、制造工藝簡(jiǎn)單、加工設(shè)計(jì)靈活等優(yōu)點(diǎn)。但是機(jī)械零件的工作環(huán)境往往需要傳遞動(dòng)力或者傳遞運(yùn)動(dòng)，所以在此成這類制品為受力塑件。塑料齒輪作為典型的受力塑件，理所當(dāng)然成為廣大科研人員的研究對(duì)象。目前已經(jīng)有人針對(duì)注塑成型過(guò)程中形成的熔接痕、氣穴、翹曲變形等因素對(duì)塑料齒輪的服

2、役壽命的影響作出了研究，但是對(duì)于廣泛認(rèn)為對(duì)受力塑件影響最為重要的殘余應(yīng)力所做的研究卻甚少。已有的研究也是在理論上分析殘余應(yīng)力的產(chǎn)生機(jī)理或者如何通過(guò)傳統(tǒng)的手段降低制品的殘余應(yīng)力，對(duì)于注塑成型過(guò)程中的諸多工藝參數(shù)的研究卻很少，本課題的提出就是基于這一研究現(xiàn)狀。
　　在本課題中，筆者主要是根據(jù)CAD/CAE技術(shù)，針對(duì)如何降低塑料齒輪的殘余應(yīng)力進(jìn)行注塑工藝參數(shù)的優(yōu)化研究，進(jìn)而為優(yōu)化模具提供澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)尺寸。本文所做的主要工作如下所述

3、：
　　(1)通過(guò)閱讀相關(guān)文獻(xiàn)資料，根據(jù)殘余應(yīng)力產(chǎn)生的機(jī)理，初步分析出影響殘余應(yīng)力的諸多因素。
　　(2)根據(jù)高分子流變學(xué)基本理論及合理的假設(shè)和簡(jiǎn)化，建立塑料齒輪注塑成型充填過(guò)程、保壓過(guò)程、冷卻過(guò)程的數(shù)學(xué)模型，采用有限元/有限差分方法、控制體積法等對(duì)建立的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解。
　　(3)應(yīng)用UG建立塑料齒輪的有限元模型，通過(guò)Ansys有限元軟件對(duì)塑料齒輪的接觸應(yīng)力做出模擬，分析出塑料齒輪在工作過(guò)程中應(yīng)力分布范圍。

4、　　(4)通過(guò)Moldflow模流分析軟件，首先在澆注系統(tǒng)、注塑成型工藝參數(shù)單因素及冷卻系統(tǒng)對(duì)于殘余應(yīng)力的影響角度出發(fā)進(jìn)行研究，總結(jié)各因素對(duì)于殘余應(yīng)力的影響程度及規(guī)律。最后將對(duì)殘余應(yīng)力影響明顯的六個(gè)因素作為研究對(duì)象通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析，找出最優(yōu)的工藝參數(shù)組合。
　　(5)根據(jù)優(yōu)化的工藝參數(shù)中確定的澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)，應(yīng)用UG中的MoldWizard模塊進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)仿真設(shè)計(jì)；再通過(guò)Ansys有限元軟件對(duì)模具的凸模板及凹模板進(jìn)行有限元