基于CAD/CAE的冰箱接水盒注塑模具设计

论文摘要

注塑模具是塑料加工中重要的成型方法之一,其技术已发展相当成熟,且应用非常普遍。但传统的经验设计已满足不了人们对模具质量的要求,CAD/CAE设计及对模具的优化应运而生。本文以冰箱接水盒为研究对象,借助注模具设计工程软件,对模具进行结构设计,质量分析,对模拟中产生的翘曲等工艺缺陷进行了合理性改进,此外,通过对浇注系统的流场分析,得出分流道夹角和质量流量对浇注质量的影响关系。本文主要研究内容分为以下几个方面：首先,运用成熟的CAD软件UG/Moldflow对模具进行三维造型设计、模架选择和标准件设计,包括型芯、型腔、模架、侧向抽芯机构、浇注系统和冷却系统等结构的设计。其次,质量分析方面,利用优秀的模流分析CAE软件Moldflow对模具的充模、冷却等过程进行模拟,从材料的选择、模具的设计及成形条件参数设定,对模具进行填充分析,流动分析,冷却分析和翘曲分析,通过分析模拟可能出现的气穴、翘曲等缺陷,优化模具设计参数、成形条件,优化冷却水道。最后,针对本设计特殊的浇注系统设计,运用计算流体力学理论的分析方法,借助CFD软件Fluent对充模过程的浇注系统进行三维流场分析,主要研究流体质量流量和分流道夹角对浇注系统浇注效率的影响,得到可视化分析结果,进行三维流场、压力场分析,并为浇注系统设计提供了可参考的依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 原材料拓展的注塑
• 1.1.2 成型工艺、设备革新的注塑
• 1.1.3 按制品要求形成的注塑
• 1.1.4 注塑成型CAE技术
• 1.2 本课题研究目的和意义
• 1.3 注塑模CAD技术的国内外发展现状和趋势
• 1.3.1 注塑模具CAD技术的国内外发展现状
• 1.3.2 注塑模具CAD技术的发展趋势
• 1.4 注塑模CAE技术的国内外发展现状和趋势
• 1.4.1 注塑模具CAE技术的国内发展现状
• 1.4.2 注塑模具CAE技术的国外发展现状
• 1.4.3 注塑模具CAE技术的发展趋势
• 1.5 研究方法和内容
• 1.6 本章小结
• 第二章 注塑模具CAD设计
• 2.1 注塑模具设计介绍
• 2.1.1 注塑模具简介
• 2.1.2 传统设计方法与CAD设计方法比较
• 2.2 冰箱接水盒的设计
• 2.2.1 产品有关信息
• 2.2.2 注塑模具整体设计方案
• 2.2.3 浇注系统设计
• 2.2.4 成型零件设计
• 2.2.5 导向与定位机构设计
• 2.2.6 脱模机构设计
• 2.2.7 侧向抽芯机构设计
• 2.2.8 镶嵌式成型零件冷却系统的设计
• 2.2.9 注塑机的选择
• 2.3 UG/MoldWizard的三维建模
• 2.3.1 接水盒的三维造型
• 2.3.2 接水盒的单腔模具设计
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于注塑模具CAE的注塑成型质量分析
• 3.1 注塑成型
• 3.1.1 注塑成型基础知识
• 3.1.2 注塑成型过程
• 3.1.3 注塑成型工艺条件
• 3.1.4 注塑成型常见制品缺陷
• 3.2 基于Moldflow的注塑模具质量分析
• 3.2.1 导入CAD模型
• 3.2.2 划分网格并修改
• 3.2.3 选择分析类型
• 3.2.4 选择成型材料
• 3.2.5 选择工艺条件
• 3.2.6 选择浇口位置并创建浇注系统
• 3.2.7 创建冷却系统
• 3.2.8 填充分析（Fill）
• 3.2.9 冷却分析（Cool）
• 3.2.10 流动分析（Flow）
• 3.2.11 翘曲分析（Warp）
• 3.3 本章小结
• 第四章 基于CFD理论的注塑模具充模过程数学模型
• 4.1 注塑模具充模过程
• 4.2 注塑模具充模过程数学模型
• 4.2.1 质量守恒方程（连续方程）
• 4.2.2 动量守恒方程
• 4.2.3 能量守恒定律
• 4.2.4 组分质量守恒方程
• 4.3 本章小结
• 第五章 浇注系统对模具质量影响分析
• 5.1 注塑模浇注系统浇注系统设计合理性分析
• 5.1.1 浇注系统的设计原则
• 5.1.2 冰箱接水盒浇注系统设计合理性分析
• 5.2 注塑模浇注系统三维流场分析
• 5.2.1 浇注系统流场分析前处理
• 5.2.2 浇注系统流场分析计算步骤
• 5.2.3 注射质量流量的影响
• 5.2.4 分流道夹角对浇注系统的影响
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论、问题及展望
• 6.1 课题结论
• 6.2 课题存在的问题与展望
• 参考文献
• 致谢