UG注射模模具设计论文提纲

论文题目：注射压缩成型工艺过程的模拟仿真及模具设计

摘要：随着模具的现代化设计方法与高分子数值模拟技术的不断改进和发展,计算机辅助技术（CAD/CAM/CAE）日趋成熟,逐渐成为攻克塑料加工领域技术性难题的有效途径。按加工方法不同,塑料制品成型工艺分为注射成型、中空吹塑成型、挤出成型、压缩成型和热成型等等。注射成型因能够快速、批量成型几何形状复杂的高精密制件而成为塑料工业领域最广泛的加工手段。压缩模具因其结构简单,对于流动性能较差的热固性塑料适用性强的优势在塑模中占有重要的一席之地。注射压缩成型模具充分集合了塑模和压缩模的优点,可以成型如光盘、透镜和汽车车窗等普通注射或压缩工艺难以满足质量要求的制品。注-压复合模具和工艺参数的设计需要建立在模具CAD/CAE模拟的基础上,综合运用模具工程师的经验和计算机的分析处理能力,缩短研发周期与降低生产成本。本文在深入考察和分析注射压缩成型原理的理论基础上,以厚壁光学元件-门侧灯以及薄壁光学元件-光盘为研究对象,通过仿真模拟确定了模具结构和工艺参数,进行了模具设计以及二次开发工作。主要工作内容如下:1.建立注射压缩成型CAE数学模型。基于有限元/有限差分混合法等数值分析理论,从流体连续性、运动和能量方程出发,充分分析熔体在压力场、温度场中的粘度、传热特性和流动状态,建立了描述注塑压缩成型各阶段的数学模型。2.门侧灯注射压缩成型过程数值模拟与模具设计。针对厚壁光学元件-门侧灯的结构特点,运用模流分析软件Moldflow2014对塑件进行初步充模分析,随后以塑件顶出时的体积收缩率以及翘曲变形量作为质量标准,应用软件自带的DOE技术进行优化实验,确定工艺参数变量对优化标准的影响级别,然后再次输入三个影响最大的变量进行响应实验,最终确定出最佳成型条件。结合模流分析结果,运用制图软件Auto CAD进行门侧灯注射压缩模具设计,阐述了该套模具的工作过程及优点。3.光盘注射压缩成型仿真模拟与模具设计。针对薄壁光学元件-光盘在成型过程中遇到的技术难题,综合运用Moldflow软件的模流分析功能和UG软件的模具设计功能,重点以光学双折射结果-相移为实验标准,得到了较为合理的成型工艺参数,最后根据有限元分析结果进行了模具设计,重点探讨了关键零部件的构造。4.基于UG的光盘注射压缩模具二次开发。以光盘注射压缩模具为例进行注-压复合模具的二次开发,运用Visual Basic 6.0建立二次开发程序界面,基于UG强大的二次开发功能,应用其开发工具UG/Grip和UG/Open Menu Script完成了建模、程序调用以及菜单的定制。此技术路线简单成熟,为注射压缩成型典型模具标准库的建立提供了一定的指导。

关键词：注射压缩成型;光学元件;工艺优化;模具设计;二次开发

学科专业：材料加工工程

摘要

英文摘要

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 注射压缩成型工艺过程与分类

1.3 注射压缩成型研究现状

1.3.1 注射压缩成型数值模拟现状

1.3.2 注射压缩成型模具研究现状

1.4 课题来源及主要研究任务

1.4.1 课题来源

1.4.2 课题研究的目的及意义

1.4.3 课题研究的主要内容

1.5 本章小结

第二章 注射压缩成型CAE数学模型

2.1 引言

2.2 充填过程流动行为

2.2.1 流体力学方程

2.2.2 熔体的粘度模型

2.2.3 压力场有限元方程

2.2.4 熔体流动前沿位置数值算法

2.2.5 温度场计算

2.3 保压过程分析

2.4 三维冷却分析

2.4.1 三维稳态冷却分析

2.4.2 三维非稳态冷却分析

2.5 本章小结

第三章 门侧灯注射压缩成型工艺优化及模具设计

3.1 引言

3.2 塑件成型过程工艺性分析

3.2.1 塑件结构分析

3.2.2 塑件材料的性能分析

3.3 分型面及压缩面的设定

3.4 浇注系统的确定

3.4.1 浇口位置的确定

3.4.2 浇口尺寸及其类型的选择

3.4.3 流道系统排布的设计

3.5 CAE模流分析

3.5.1 建立模型

3.5.2 初始结果分析

3.5.3 保压优化

3.5.4 保压优化结果

3.5.5 DOE实验优化

3.5.6 最终优化结果

3.6 注射压缩模整体设计

3.6.1 模具结构图

3.6.2 模具工作过程

3.6.3 模具的优点

3.7 本章小结

第四章 光盘注射压缩成型工艺优化及模具设计

4.1 前言

4.2 光盘存储系统的基本原理

4.3 光盘工艺性分析

4.4 建立仿真模型及前处理

4.4.1 模型导入及网格划分

4.4.2 塑件材料的选择

4.4.3 工艺参数的设置

4.5 初步分析结果与讨论

4.5.1 充填时间

4.5.2 熔接痕

4.5.3 双折射

4.6 Taguchi正交实验设计

4.7 实验结果分析

4.8 单因素实验法

4.8.1 模具温度对相移的影响规律

4.8.2 压缩距离对相移的影响

4.8.3 压缩速度对相移的影响

4.9 最终优化结果

4.9.1 充填时间

4.9.2 气穴

4.9.3 翘曲

4.9.4 相移

4.10 模具结构设计

4.10.1 整体结构设计

4.10.2 关键模具结构的设计

4.10.3 模具注射压缩功能的设计

4.10.4 模具爆炸图

4.11 本章小结

第五章 基于UG的光盘注射压缩模具二次开发

5.1 前言

5.2 总体开发流程

5.3 创建应用程序用户界面

5.3.1 窗体的功能

5.3.2 创建光盘注塑压缩模具设计工具窗体

5.3.3 二维光盘图片添加

5.3.4 参数版块设计

5.3.5 模具图片版块设计

5.3.6 窗体界面代码编写

5.4 运用UG/GRIP调用用户界面

5.5 UG/GRIP参数化建模

5.5.1 建模小例子

5.5.2 光盘注射压缩成型模具代码设计及编译

5.6 UG/Open MenuScript定制菜单按钮

5.7 运行程序

5.8 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢