汽车保险杠注塑模浇注系统设计与成型参数优化

论文摘要

随着模具工业的振兴,其在国民经济中占有的地位也越来越重要。航空航天,汽车,家用电器业和化工业等的飞速发展,使得大型注塑模具受到了更为广泛的重视和应用,因此对大型注塑模具的设计制造技术提出了更为严格的要求。目前,由于传统大型注塑模具设计在理论上缺乏依据,导致了其在设计制造过程中遇到了一系列问题。例如浇注系统平衡、制件翘曲变形、冷却质量无法保证、熔接痕以及气穴等。本文以某汽车前保险杠的注塑模具设计为例,通过总结大型注塑模具的设计原理和方法,针对目前生产大型模具修模次数多,浇口选择不合理,制件成型周期长,气穴数量多以及熔接痕等成型缺陷问题,利用三维软件PRO/E对汽车保险杠进行造型设计,并应用模流分析软件Moldflow对汽车保险杠制件进行注塑工艺优化。本文通过以下工作,对保险杠大型注塑模进行浇注系统设计和成型参数优化。(1)通过对保险杠的数据采集,利用Pro/E进行三维实体造型,并对模型的某些部位进行简化,便于CAE的模拟仿真分析。(2)在浇注系统的结构设计中采用冷、热流道相结合或针阀式喷嘴热流道技术。采用针阀式喷嘴,在制品上可以不留下进浇口残痕,进浇口处痕迹平滑。(3)通过Moldflow模流分析软件,利用优化设计方法对传统浇注系统尺寸进行数据迭代运算,得到最优的浇注方案,以提高制件的成型质量。(4)对优化后的浇注系统进行模腔压力校核,以预测该流道系统的可行性,为大型模具设计提供参考。因此,将CAD/CAE技术引入注塑模设计尤其是汽车保险杠大型注塑模设计中能够在很大程度上提升产品的质量,提高生产效率,为生产出优质的模具打下坚实的基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 大型注塑模具设计
• 1.2.1 大型注塑模具设计难度
• 1.2.2 大型注塑模具成型方法
• 1.3 汽车保险杠国内外研究现状
• 1.3.1 国外研究现状
• 1.3.2 国内研究现状
• 1.4 本课题研究意义
• 1.5 本课题研究的主要内容
• 第二章 注塑模CAE模拟分析原理
• 2.1 注塑模CAE技术简介
• 2.2 型腔内熔体的流动模型
• 2.2.1 塑料熔体的流动特点
• 2.2.2 塑料熔体的流变学粘度模型
• 2.2.3 塑料熔体流动充填分析的数学模型
• 2.3 本章小结
• 第三章 注塑模浇注系统流变学设计
• 3.1 浇注系统流变学概述
• 3.2 注塑模浇注系统的设计
• 3.2.1 普通浇注系统设计
• 3.2.2 热流道浇注系统设计
• 3.2.3 热流道模具浇注系统的尺寸计算
• 3.3 模腔压力校核
• 3.4 本章小结
• 第四章 浇注系统优化分析
• 4.1 汽车保险杠制件注塑过程中的主要缺陷
• 4.2 Moldflow模流分析前处理
• 4.3 模拟的实施
• 4.3.1 实体造型
• 4.3.2 格式转换
• 4.3.3 网格的划分和处理
• 4.3.3.1 网格的划分
• 4.3.3.2 网格的修补
• 4.3.4 塑件工艺条件及浇注系统的确定
• 4.3.4.1 材料的选择
• 4.3.4.2 注塑机和成型工艺参数的确定
• 4.3.4.3 保险杠最佳浇口位置预测
• 4.3.4.4 浇注系统的设计
• 4.3.4.5 浇注系统的传统设计
• 4.3.5 优化设计
• 4.3.5.1 方案A
• 4.3.5.2 方案B
• 4.3.5.3 方案C
• 4.3.6 传统与优化方案的分析比较
• 4.3.6.1 填充时间分析
• 4.3.6.2 锁模力变化
• 4.3.6.3 熔接痕位置与气穴分布分析
• 4.3.6.4 进料口和各浇口压力随时间变化的分析
• 4.3.6.5 模拟分析的综合比较
• 4.4 模腔压力校核
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论和展望
• 5.1 结论
• 5.2 今后工作的展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 攻读硕士学位期间发表学术论文情况