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《浙江工业大学》 2009年
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基于CAE环境下大型注射模冷却系统的优化设计

褚建忠  
【摘要】: 注塑成型是现代塑料工业中极为重要的一种加工技术,适于大批量生产形状复杂、尺寸要求精确的塑料制品。在注塑过程中塑料熔体从注塑机喷嘴到模具型腔的状态变化实质就是塑料熔体冷却的过程,因此冷却状态的变化直接影响到产品的质量和生产效率。注塑成型周期包括填充时间、保压时间与冷却时间。而其中用于冷却塑件的时间大约占成型周期的70%,因此冷却时间的长短直接影响到产品的成型周期,冷却时间太长,会降低生产效率;冷却时间太短,脱模温度过高,会引起塑件变形和翘曲,从而影响产品质量,因此冷却时间的确定对提高生产效率,保证产品质量是十分必要的。合理的冷却系统设计不仅能保证产品的质量,也能有效地缩短产品所需的冷却时间,并减少成型周期,从而提高产品的生产效率。以往由于技术与设备限制,人们只能依靠经验进行冷却系统的设计,对冷却系统与成型周期的关系认识不够,往往无谓地加长了成型周期并且出现大量的产品质量问题。但是随着模具生产周期的缩短以及产品质量、效率的提高,早期的经验方法已经不能满足模具行业的要求,CAE的出现可以满足这种要求。 本文利用CAE分析软件MPI6.1(Moldflow Plastics Insight4.0)对托盘和大型储物箱的冷却系统进行了优化设计并分析了冷却系统与成型周期之间的关系,并在保证产品质量的前提下有效缩短了成型周期。文中概述了注塑模具的基础知识;CAE技术在模具技术中的应用;冷却系统设计与产品成型周期的基本知识;Moldflow软件的用途,以及应用此软件进行冷却系统及产品成型周期进行分析的过程;最后利用Moldflow对大型托盘和大型储物箱进行了冷却优化分析,分析了冷却系统设计与产品成型周期的关系,其中对大型储物箱进行了重点研究,共设计了三个冷却方案,通过分析对比选择了一套最佳冷却系统设计方案,在保证产品质量前提下有效地缩短了产品成型周期,并通过试模最终取得了满意的质量效果,原来的冷却不均现象基本消除,并有效地降低了翘曲量,缩短了产品生产周期,提高了产品质量。 通过这三慈 ?橹っ饔τ肅AE技术的优点在于不需要通过直接试模可以预先分析模具冷却系统设计的合理性,并根据分析问题可以随时修改设计方案,有效地减少试模、修模次数,缩短模具设计制造周期,提高生产效率和产品质量,增加经济效益。
【学位授予单位】:浙江工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TQ320.52

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 曾喜生;基于Moldflow的注塑成型缺陷分析及成型周期优化[D];湘潭大学;2011年
2 侯晓辉;汽车零件注塑模具的CAE分析与优化设计研究[D];郑州大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 申长雨,李海梅;塑料模具CAE技术概况及发展趋势[J];工程塑料应用;2001年02期
2 欧荔苹;刘斌;文劲松;;注射成型流动模拟技术的发展[J];塑料制造;2006年12期
3 郑战光,宾兵,林元祖;用MOLDFLOW软件优选注射模冷却系统[J];装备制造技术;2003年03期
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7 余卫东 ,陈建;Moldflow冷却分析技术在注塑成型过程中的应用[J];CAD/CAM与制造业信息化;2002年11期
8 王小新,刁军臣,于昕世,李春亭;注塑CAE技术在模具设计和开发中的应用[J];CAD/CAM与制造业信息化;2004年09期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马亚林;自制简易模温控制器[J];工程塑料应用;1991年03期
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3 李岐新;试论注射模塑件溢边的形成[J];工程塑料应用;1996年03期
4 李准,卢秉恒;注塑件形状微小变化对充模时间的影响[J];工程塑料应用;1996年04期
5 周坤鲁;聚砜等工程塑料注射件应力开裂的研究[J];工程塑料应用;1998年10期
6 唐顺军,陈玉忠;“0”定位法在注射成型中的应用[J];工程塑料应用;1999年04期
7 申长雨,陈静波,刘春太,李倩;塑料成型加工讲座(第四讲) 塑料注射成型加工设备[J];工程塑料应用;1999年06期
8 于庆来;PMMA注射成型中的温度控制[J];工程塑料应用;1999年07期
9 付兴中,王学文;减小聚甲醛注塑制品收缩率的工艺研究[J];工程塑料应用;2001年06期
10 李刚;加工条件对ABS制品裂漆率的影响[J];工程塑料应用;2002年03期
中国重要会议论文全文数据库 前7条
1 夏永发;孔祥伟;胡智勇;杨旭;;塑料名片格的注塑模具设计[A];第二届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2006年
2 尹红灵;申昱;;注塑CAE技术在优化产品设计中的应用[A];第三届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2007年
3 童宇;丁丹;文鹏飞;翟鹏程;;光学镜片注塑成型工艺仿真与模腔设计[A];第二届湖北省力学学会青年学术研讨会论文集[C];2006年
4 刘欢;崔丽;王亚丽;郭志忠;;基于CAE的医用磁疗仪后壳流动分析研究[A];第四届十三省区市机械工程学会科技论坛暨2008海南机械科技论坛论文集[C];2008年
5 王亚丽;刘欢;崔丽;郭志忠;;基于CAE技术的磁疗仪外壳注射模的冷却及翘曲分析[A];第四届十三省区市机械工程学会科技论坛暨2008海南机械科技论坛论文集[C];2008年
6 刘洁;芦刚;伍志刚;史玉升;;基于ANSYS软件的注塑模随形冷却流道的热分析[A];第13届全国特种加工学术会议论文集[C];2009年
7 刘廷华;;塑料机械中螺杆设计的特点及技术发展[A];2002年工程塑料应用及模具技术交流会论文集[C];2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张海光;面向质量的差压式真空注型工艺及系统研究与实现[D];上海大学;2011年
2 张帆;基于有限元法的实木框架式家具结构力学研究[D];北京林业大学;2012年
3 陈曦;基于质量的注塑过程建模方法研究[D];浙江大学;2001年
4 祝铁丽;注塑成型制品收缩率预测理论与方法的研究[D];大连理工大学;2002年
5 翟明;塑料注射成型充填过程的数值模拟、优化与控制[D];大连理工大学;2002年
6 杨湘杰;半固态合金(A356)触变成形流变特性及其浇道系统的研究[D];上海大学;1999年
7 余晓容;注塑模优化设计理论的研究与应用[D];郑州大学;2004年
8 石宪章;注塑冷却数值分析方法的研究与应用[D];郑州大学;2005年
9 许忠斌;精密注塑与微孔注塑机理及技术研究[D];华南理工大学;2003年
10 秦升学;异型材聚合物挤出与钢塑共挤过程的有限元模拟关键技术及其机理研究[D];山东大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王茂军;轿车B柱下护板成型过程模拟及模具优化设计[D];安徽工程大学;2010年
2 赵保才;接触热阻对聚合物注塑成型冷却过程影响的研究[D];郑州大学;2010年
3 刘艳龙;超临界流体微孔注射成型中成核分布的研究[D];郑州大学;2010年
4 徐建伟;自然平衡流道中剪切诱导非平衡流动的CAE分析[D];郑州大学;2010年
5 张明飞;带嵌件注塑模具冷却过程的边界元分析[D];郑州大学;2010年
6 苗军伟;注塑成型和模具结构一体化分析[D];郑州大学;2010年
7 庞中华;微流控芯片注塑成型工艺规范的试验研究与质量预测[D];大连理工大学;2010年
8 朱谦成;基于CLIPS的注塑模具方案智能设计研究及程序实现[D];湘潭大学;2010年
9 刘晓艺;基于CAD/CAE软件的轿车储物盒塑料模具设计[D];哈尔滨理工大学;2010年
10 曾武;叶片注射机成型PP/硅灰石填充体系的性能研究[D];华南理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 余晓容,申长雨,陈静波,刘春太;多型腔注射模浇注系统优化设计[J];工程塑料应用;2004年04期
2 张强;祝铁丽;;基于MoldFlow软件优化设计注塑制件的浇口位置[J];电加工与模具;2006年06期
3 刘春太,申长雨;利用TAGUCHI方法优化纤维增强PA66注塑熔接线拉伸性能[J];复合材料学报;2004年05期
4 严志云;丁玉梅;谢鹏程;杨卫民;;基于正交试验和MPI二次开发技术多目标优化注射工艺参数[J];塑料制造;2009年10期
5 申长雨,余晓容,王利霞,田中;塑料注塑成型浇口位置优化[J];化工学报;2004年03期
6 申长雨,刘春太;注塑充模流动过程灵敏度数值分析[J];化工学报;2005年02期
7 韩阳飞;袁国定;陆建军;;网格质量对MoldFlow分析结果影响的研究[J];机床与液压;2005年11期
8 项辉宇,冷崇杰,钟约先,焦洪杰;流动模拟技术在洗衣机面板模具设计中的应用[J];模具工业;2002年11期
9 李德群,肖祥芷;模具CAD/CAE/CAM的发展概况及趋势[J];模具工业;2005年07期
10 陈志新;;注塑模冷却系统设计中的CAE[J];模具技术;2006年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王茂军;轿车B柱下护板成型过程模拟及模具优化设计[D];安徽工程大学;2010年
2 刘晓艺;基于CAD/CAE软件的轿车储物盒塑料模具设计[D];哈尔滨理工大学;2010年
3 张昉昀;注塑成型的数值模拟及翘曲变形优化[D];华南理工大学;2011年
4 万鹏程;汽车保险杠注塑模浇注系统设计与成型参数优化[D];昆明理工大学;2011年
5 杨炜;基于混合智能技术的注塑成型工艺优化的研究[D];浙江大学;2005年
6 宋燕星;汽车复杂零件注塑模具CAE[D];哈尔滨理工大学;2005年
7 赵大富;注塑成型数值模拟与浇口优化的研究[D];哈尔滨理工大学;2005年
8 路春;注塑模成型过程的模拟及优化[D];上海海事大学;2005年
9 陈建华;塑料注射制品翘曲变形研究[D];合肥工业大学;2006年
10 王殿君;基于Unigraphics软件的汽车内饰件塑料模具设计[D];哈尔滨理工大学;2006年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 钟海波;医用介入导管接头和导丝接头注塑模具研制及成型技术研究[D];大连理工大学;2013年
2 李国辉;长筒形壳体件注塑成型CAE分析与模具结构的优化[D];大连理工大学;2013年
3 张剑;注塑模具参数化设计及注塑件注射成型模拟优化[D];新疆大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 申长雨,陈静波,刘春太,李倩;塑料成型加工过程的计算机模拟技术(Ⅱ)[J];工程塑料应用;2000年05期
2 万传芫,周华民,李德群;三维真实感注塑流动模拟技术[J];电加工与模具;2000年01期
3 李骏;六大机械CAD/CAM/CAE软件公司产品简介[J];电脑学习;2000年04期
4 钟元龙,宾兵,林元祖;基于INTECAST软件的铸造工艺优化设计[J];广西机械;2003年01期
5 王自勤;计算机辅助工程(CAE)技术及其应用[J];贵州工业大学学报(自然科学版);2001年04期
6 谢友柏;在互联网上实现合作设计[J];航空制造技术;2001年02期
7 源清,肖文;温故知新 更上层楼(一)──CAD技术发展历程概览[J];计算机辅助设计与制造;1998年01期
8 王有智;CAE技术的过去、现在与未来[J];计算机辅助设计与制造;1998年12期
9 王华倩;大型通用有限元分析软件──ANSYS[J];计算机辅助设计与制造;1998年12期
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 董斌斌;注塑成型过程CAE的工程技术应用研究[D];郑州大学;2002年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张济洲;注射成型塑料模具的温度及冷却系统计算[J];中原工学院学报;2004年01期
2 严道发;刘志荣;;浅说精密注射成型的影响因素[J];黑龙江科技信息;2009年24期
3 何素芹,吕励耘,李晓辉,李鹏洲,朱诚身,王万勋,陈冬;脱模剂对尼龙66结构与性能的影响[J];工程塑料应用;2004年07期
4 胡建林;;汽车后灯灯体模具冷却系统设计[J];模具工业;2011年06期
5 巫江;宋宏春;李小联;魏丹;;基于DOE的注塑成型周期工艺参数优化[J];机械工程师;2011年01期
6 蔡恒志;张春明;;浅谈水用流量计的试制与原料选用[J];塑料制造;2006年05期
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9 兰玉娟;;玻纤织物增强聚丙烯的应用开发[J];国外塑料;1985年02期
10 陈吉平 ,丁智平;底托自动成型注射模设计[J];模具工业;2001年12期
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1 尤勇刚;潘徽辉;孟兰会;王艳武;;SMC制品的细节结构设计[A];第十七届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];2008年
2 管蓉;向帮龙;李应林;肖兆新;鲁德平;;模压法微孔发泡机理研究[A];2006年全国高分子材料科学与工程研讨会论文集[C];2006年
3 熊芬;鲁德平;管蓉;;β成核剂WBG和WOT对聚丙烯结晶和形态的影响[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年
4 董雨达;陈宏章;;高性能纤维增强热塑性复合材料的成型技术[A];第十届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];1993年
5 焦斌;李新华;蔡晴;;尼龙RIM和RRIM[A];第十一届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];1995年
6 蒋亚静;肖兆新;管蓉;;加工条件对微孔PC泡孔结构的影响[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年
7 余德启;王希诚;;基于Kriging模型的注塑模冷却系统优化设计[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
8 郑宁来;;聚丙烯成核剂的发展[A];2005塑料助剂生产与应用技术信息交流会论文集[C];2005年
9 郭少华;马瑞华;吴智华;;减少注射件成型收缩率的新型助剂——微发泡母粒[A];2005塑料助剂生产与应用技术信息交流会论文集[C];2005年
10 陆全龙;;PCSB河沙砌块液压成型机的研制[A];湖北省装备制造业自主创新与发展研讨会论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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2 白木;提升制造水平是关键[N];中国化工报;2005年
3 李;国外最新研发通用塑料产品[N];中国包装报;2005年
4 张友根;注塑机节能技术的应用分析研究(七)[N];中国包装报;2008年
5 本报记者 李亚玲 本报通讯员 朱汉平 吴广和;如城镇要做“无粮”镇[N];农民日报;2003年
6 通讯员 杨建峰;风帆股份创新出效益[N];中国船舶报;2010年
7 韩平安;透明包装材料的发展趋势[N];中国包装报;2005年
8 张友根;注塑机节能技术的应用分析研究[N];中国包装报;2008年
9 马永平;惠达两项目获省科技成果证书[N];广东建设报;2008年
10 刘畅;细说薄壁注塑对注射机和模具的要求[N];中国化工报;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曾喜生;基于Moldflow的注塑成型缺陷分析及成型周期优化[D];湘潭大学;2011年
2 褚建忠;基于CAE环境下大型注射模冷却系统的优化设计[D];浙江工业大学;2009年
3 舒茂盛;注塑冷却工艺参数对冷却质量的影响及多目标综合评价研究[D];武汉理工大学;2011年
4 陈良;快速热循环注塑技术及其工艺过程传热分析研究[D];山东大学;2009年
5 谭安平;汽车保险杠的流动平衡分析及模具技术研究[D];重庆工学院;2008年
6 丁宏;气辅注塑成型工艺的研究与应用[D];厦门大学;2009年
7 郑士龙;基于神经网络的注塑成型工艺优化[D];长春理工大学;2005年
8 王瑞歌;CAE并行冷却分析技术在模具设计中的应用与研究[D];青岛科技大学;2007年
9 王勇;注塑模随形冷却优化设计及分型制造方法的研究[D];湖北工业大学;2013年
10 李永梅;大型复杂构件注射成型模具冷却系统分析研究[D];天津大学;2005年
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