受力塑件及注塑模的設(shè)計與有限元軟件應用.pdf

1、隨著工程塑料研究的成熟，以塑代鋼就成為現(xiàn)實。工程塑料越來越多地用于制造機械零件，這是因為相比較于金屬器件，工程塑料具有制造成本低、自身重量輕、容易潤滑、噪音低、耐腐蝕、化學性質(zhì)穩(wěn)定、制造工藝簡單、加工設(shè)計靈活等優(yōu)點。但是機械零件的工作環(huán)境往往需要傳遞動力或者傳遞運動，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，理所當然成為廣大科研人員的研究對象。目前已經(jīng)有人針對注塑成型過程中形成的熔接痕、氣穴、翹曲變形等因素對塑料齒輪的服

2、役壽命的影響作出了研究，但是對于廣泛認為對受力塑件影響最為重要的殘余應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力的產(chǎn)生機理或者如何通過傳統(tǒng)的手段降低制品的殘余應力，對于注塑成型過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)，針對如何降低塑料齒輪的殘余應力進行注塑工藝參數(shù)的優(yōu)化研究，進而為優(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)通過閱讀相關(guān)文獻資料，根據(jù)殘余應力產(chǎn)生的機理，初步分析出影響殘余應力的諸多因素。
　　(2)根據(jù)高分子流變學基本理論及合理的假設(shè)和簡化，建立塑料齒輪注塑成型充填過程、保壓過程、冷卻過程的數(shù)學模型，采用有限元/有限差分方法、控制體積法等對建立的數(shù)學模型進行求解。
　　(3)應用UG建立塑料齒輪的有限元模型，通過Ansys有限元軟件對塑料齒輪的接觸應力做出模擬，分析出塑料齒輪在工作過程中應力分布范圍。

4、　　(4)通過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)對于殘余應力的影響角度出發(fā)進行研究，總結(jié)各因素對于殘余應力的影響程度及規(guī)律。最后將對殘余應力影響明顯的六個因素作為研究對象通過正交實驗進行分析，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)，應用UG中的MoldWizard模塊進行模具結(jié)構(gòu)仿真設(shè)計；再通過Ansys有限元軟件對模具的凸模板及凹模板進行有限元