注塑齒輪熱變形數(shù)值模擬及模具優(yōu)化分析.pdf

1、本文根據(jù)管狀減速器生產(chǎn)中對于提高注塑齒輪加工質(zhì)量的要求，從試驗(yàn)研究和理論分析兩個方面對注塑齒輪加工過程中影響尺寸和形狀精度的重要因素進(jìn)行了研究。并利用ANSYS軟件對注塑齒輪在注塑成型冷卻中的熱變形情況進(jìn)行了模擬分析，在此基礎(chǔ)上提出了注塑齒輪模具優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。 論文首先在系統(tǒng)分析注塑成型收縮機(jī)理和主要影響因素的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了生產(chǎn)工藝研究。試驗(yàn)中對不同壓力、溫度條件下注塑件的尺寸變化進(jìn)行了實(shí)測分析，研究了注塑工藝對注塑成型收縮率的

2、影響，以達(dá)到最小的成型收縮率減小注塑成型誤差為目標(biāo)，應(yīng)用Taguchi實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)理論，進(jìn)行生產(chǎn)工藝參數(shù)優(yōu)化，為注塑齒輪產(chǎn)品生產(chǎn)工藝技術(shù)改進(jìn)和質(zhì)量的提高提供了參數(shù)依據(jù)。 為正確進(jìn)行注塑齒輪熱變形模擬分析的需要，本文還對注塑齒輪生產(chǎn)使用的尼龍復(fù)合材料進(jìn)行了熱膨脹系數(shù)的實(shí)驗(yàn)測定，并與注塑試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)合，計(jì)算得到了材料的固化相變收縮率和熱收縮率。 通過對有限元方法的研究和注塑脫模冷卻的分析，建立了注塑齒輪的熱變形分析脫模冷卻模型，并

3、利用ANSYS軟件中的熱應(yīng)力耦合模塊對注塑齒輪的冷卻變形過程進(jìn)行了熱應(yīng)力耦合場的有限元模擬分析。結(jié)果表明，在注塑成型后的冷卻過程中，由于注塑齒輪齒廓各處的收縮差異造成了齒輪齒廓形狀的變形，是造成減速器運(yùn)轉(zhuǎn)異常的一個重要原因。 為了提高注塑齒輪的精度，在對熱變形造成的誤差分析的基礎(chǔ)上，本文提出了采用誤差補(bǔ)償進(jìn)行注塑模具型腔優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法，即運(yùn)用反向工程的方法，進(jìn)行注塑齒輪模具型腔優(yōu)化分析。首先以室溫下標(biāo)準(zhǔn)齒輪為基礎(chǔ)，用ANSYS軟