【正文】 成型過程控制專家 )模塊 。 燒傷主要 由 機械 原因 、模具 原因 和成型條件 原因引起 。 溢邊指熔料充填 時 從模具分型面或頂桿縫隙處溢出而產(chǎn)生的形狀。 ② 適當提高樹脂溫度 以 降低熔融粘度，提高流動性 和 降低注射壓力以減小應力。 (2) 加強材料干燥。 (3)模具方面 如果模具澆注系統(tǒng) 設計 不合理也會引起充填不足 ， 此時應從改善 澆注系統(tǒng) 的流道尺寸 和澆口位置等 方面來解決。脫料板一般用于深腔薄壁容器以及不允許有推桿痕跡的透明制品的脫模，這種機構(gòu)脫模力大 、脫模 均勻，無明顯的遺留痕跡。 安徽工程大學碩士學位論文 6 (3) 保壓階段 。注塑成型原理：注塑成型指粉狀或顆粒狀塑料經(jīng)料斗加到安裝有電加熱圈的料筒內(nèi)，粉狀或顆粒狀的塑料在螺桿作用下一邊塑化一邊向前移動，塑料在轉(zhuǎn)動的螺桿作用下通過其螺旋槽輸送到料筒前端的噴嘴附近；螺桿轉(zhuǎn)動使塑料進一步塑化，料溫在剪切摩擦熱的作用下進一步提高，塑料得以均勻塑化。C 公司的 CAD/CAE/CAM 軟件TMCONCEPT；美國 SDRC 公司的 IDEASTM；加拿大 MoldCAE 公司開發(fā)的MoldCAE；美國 GRAFTEK INC 的 CAD/CAE/CAM 集成系統(tǒng)；德國 IKV 塑料工程研究 所的注 塑模 CAE/CAD 系 統(tǒng)；美 國 Structure Dynamics Research Corporation(SDRC)的 POLYCOOL2；美國 PRIMECALMA 公司的注塑模設計制造軟件包；法國 CISIGRAPH 公司的注塑模設計軟件包 STRIM100；英國 Deltacam的公司的注塑模設計制造軟件包 [23]。在此之后，Austin C 和 采用了有限元分析法對冷卻過程的溫度場進行了計算 [17]。 如果采用注塑 CAE 技術(shù)來設計門板內(nèi)飾件模具，成型的門板內(nèi)飾件常見的缺陷將會大大減少，這樣就會很大程度地減少傳統(tǒng)方法中反復試模反復設計的問題 [14]。 圖 11 塑件 三維 模型 (a) 正面 (b) 反面 此件是轎車內(nèi)飾門板部件， 當 轎車 受到側(cè)面的撞擊后， 塑料內(nèi)飾 門板 不僅 可以 對駕乘人員的身體軀干提供一定程度的保護作用 ， 還 可以美化轎車內(nèi)部 環(huán)境 。 這些塑料件使用的材料主要有 通用塑料、工程塑料和高性能工程塑料 [6]。小型轎車 塑料模具是塑料模具的重要組成部分。最后根據(jù) 塑料 件 的工藝參數(shù)范圍列出可采用的一系 列參數(shù)，以軟件的 DOE 模塊和流動分析模塊為平臺進行最優(yōu)工藝參數(shù)優(yōu)化分析，從而確定出最優(yōu)注塑工藝參數(shù)，并進行了成型零件和分型抽芯系統(tǒng)的設計 。 涉密論文按學校規(guī)定處理。 保密 □，在 年解密后適用本版權(quán) 書。所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。傳統(tǒng)方法在開發(fā)轎車重要的塑料內(nèi)飾車門時主要依賴人工經(jīng)驗，缺乏科學依據(jù)；這樣塑料件從設計到注塑成型一般需要重復多次，不但浪費大量人力和物力，而且注塑出的產(chǎn)品經(jīng)常會出現(xiàn)各種缺陷。 關(guān)鍵詞 ： 塑料件，內(nèi)飾門板，注塑成型， CAE， Moldflow 安徽工程大學碩士學位論文 III ANALYSIS OF THE INJECTION MOLDING AND MOLD DESIGN OF THE SMALL CAR PLASTIC PARTS ABSTRACT With the pursuit of high quality of life, the car industry is toward lightweight and low noise direction. Car plastic parts can meet the needs of the development of car industry, so they are more and more widely used in the car industry. The traditional method in the development of the important plastic interior door mainly relies on artificial experience, lack of scientific basis； many times are repeatly needed from design to injection molding， not only wasting much manpower and material resource, but also having various defects of the products. The injection molding CAE technology largely breaks through the limitation of traditional method. The issue analyzes the injection molding process of the car door parts by the injection molding CAE technology， and can effectively predict the problems arising in the molding process through the process of injection molding of plastic parts. The mold design can be provided scientific basis and the development efficiency of the plastic parts can be improved. Firstly, the article determines the possible ingate location programs together the theoretically best ingate location with structural characteristics of plastic parts, makes feasibility analysis between various programs and paring the feasible programs, and determines the actual optimum ingate location。例如紅旗轎車中塑料用量約為，桑塔納約為 ，奧迪約為 [3]。 氣輔 注射成型 模具 技術(shù)和 熱流道模具 技術(shù)方面 的有些成 果 已達到國際水平 ；注塑 CAE 技術(shù)在很多大型企業(yè)已經(jīng)得到使用，企業(yè)生產(chǎn)率和經(jīng)濟效益明顯提高；市場需求的旺盛使越來越多的企業(yè)家投資轎車塑料模具行業(yè)。一般通過增加 料量、使用恰當?shù)睦鋮s方案、開設恰當?shù)臐部谖恢谩⒃黾幼⑸鋲毫捅簤毫Φ确椒▉斫鉀Q塑料存在的問題[12]。 a b 安徽工程大學碩士學位論文 3 注塑 CAE 技術(shù)的 研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 塑料模具在制造業(yè)中有著舉足輕重的地位。 目前 注塑成型 CAE 技術(shù)在國外已得到了普遍應用 ， 國內(nèi)開展塑料成型數(shù)值模擬研究起步較晚，對于注塑成型 CAE 的應用主要是依賴國外的 CAE 系統(tǒng)和設備，自主的知識產(chǎn)權(quán)很少。 安徽工程大學碩士學位論文 4 課 題研究內(nèi)容 和 研究方案 課題研究內(nèi)容 課題 以小型轎車內(nèi)飾門板部件為研究對象，先用有限元軟件對其進行模擬仿真分析，然后根據(jù)分析的結(jié)果設計出模具。成型前準備主要包括對原料加工；注塑過程主要包括加料、塑化、注射、冷卻和脫模等；塑件后處理主要包括退火處理和調(diào)濕處理 [27]。 冷卻階段自熔體進入模具型腔起就開始，填充階段完成 后冷卻速度加快，當達到產(chǎn)品的頂出溫度時，利用頂出裝置將產(chǎn)品從模具中取出。 短射一般發(fā)生在制品的薄壁區(qū)域和遠離澆口的區(qū)域。 (2) 干燥程度較低 的 材料存在水分，水分會在材料中形成氣體，這些氣體在塑件成型后會產(chǎn)生氣穴。 改善熔接痕 可采取以下幾項措施： (1) 采用熱流道進行澆注 。 (2) 外部應力 產(chǎn)生 的龜裂 外部應力主要 由 產(chǎn)品 結(jié)構(gòu)設計不合理 引起 如尖角 。 (3) 工藝參數(shù)方面：注塑壓力過大、保壓壓力過大。 (3) 成型條件的原因： 過高的 螺桿轉(zhuǎn)速會使熔料局部溫度過高從而導致熔料熱分解產(chǎn)生燒傷，此時應合理控制螺桿的轉(zhuǎn)速。 Moldflow 軟件有建模功能，但建模功能不強，可以通過其 它 建安徽工程大學碩士學位論文 9 模軟件 將模型 導入其中。 牛頓流體流變方程式： τ=ηγ (21) 式中 τ為切應力，單位 Pa； η為比例常數(shù)（粘度），也稱牛頓粘度， η的大小反映了牛頓流體抵抗外力引起流動變形的能力，單位 ； γ為單位時間內(nèi)流體產(chǎn)生的切應變，一般稱為剪切速率，單位 s1。 (2) 運動方程： xPzyxpFzuwyuvxuutup xzxyxxx ????????????????????? ??????????? ??? (23) yPzyxpFzvwyvvxvutvp yzyyxyy ????????????????????? ??????????? ???(24) zPzyxpFzwwywvxwutwp zzyzxzz ????????????????????? ??????????? ??? (25) F、τ， P 分別為體力、偏應力張量、壓力。 根據(jù)假設和簡化，可以由前面的基本方程推出如下方程組： 0?? ????????? ??????? ??yvbxub (27) 0??????? ??????? zuzxp ? (28) 0??????? ??????? zvzyp ? (29) 安徽工程大學碩士學位論文 11 (210) b 是型腔壁厚的一半， ?u 是 x 方向的平均流速， ?v 是 y 方向的平均流速 ， S是流動率， 對 (27)和 (28)兩式積分，可得速度場： bSxpu ????? (211) bSypv ????? (212) 將 ?u 、 ?v 帶入 (26)中得到壓力場控制方程： 0????????? ??????????? ???? ypSyxpSx (213) 熔體溫度在速度方向和厚度方向都會發(fā)生變化，劃分網(wǎng)格時需要沿壁厚方向劃分差分網(wǎng)格，對每個單元體在壁厚方向上劃分為 N 層，運用有限元和有限差分混合法對能量方程（ 210）進行熱對流項、粘性項、瞬態(tài)項和熱傳導項的計算就可以得到溫度場。 中面網(wǎng)格由三節(jié)點的三角形單元組成，網(wǎng)格創(chuàng)建在模型壁厚的中間處，形成單層網(wǎng)格 ， 一般用于產(chǎn)品厚度方向遠小于流動方向尺寸 的模型 ，將三維流動問題簡化為流動方向的二維問題 [36]。 圖 32 初次網(wǎng)格設置 根據(jù)這個網(wǎng)格設置劃分的網(wǎng)格如圖 33 所示 。 安徽工程大學碩士學位論文 15 圖 35 網(wǎng)格配向診斷 圖 35 是網(wǎng)格配向診斷圖，網(wǎng)格配向指網(wǎng)格單元的取向?？梢灾饾u以 5mm 縮減來重新劃分幾次網(wǎng)格，得到理想匹配率的網(wǎng)格尺寸 為全局網(wǎng)格 5mm， 弦高 ，合并公差 ， 如圖 36 所示 。 圖 310 最終的 網(wǎng)格 配向診斷 從圖 310 中可以看出網(wǎng)格顏色和圖中右邊條幅“頂部”顏色一致，網(wǎng)格配向正確。 表 31 常用塑料特性和用途 [40] 聚乙烯（ PE） 聚丙烯（ PP） 聚氯乙烯(PVC) 聚苯乙烯（ PS） 共聚丙烯腈 丁二烯 苯乙烯（ ABS） 聚酰胺（ PA） 聚碳酸酯（ PC） 聚砜（ PSU） 性質(zhì) 密度和結(jié)晶度較低，質(zhì)地柔軟，透明性好 絕緣性好，抗彎疲勞強度高 化學穩(wěn)定性高，不易燃燒 剛性大，電性能優(yōu)良 較高沖擊強度，良好機械性能 有良好的力學性能，較低的熔融粘度 在溫度變化大時能保持良好的尺寸 對溫度很敏感 用途 用于制薄膜和日用品 用于制作機械零件，各種