工艺参数对薄壁塑件成型后的收缩和残余应力的影响规律分析-材料加工工程专业论文.docxVIP

重庆大学硕 重庆大学硕士学位论文 目 录 PAGE PAGE IV 目 录 中文摘要I 英文摘要 II 1 绪 论 1 1.1 引言 1 1.2 注塑件残余应力的研究概况 2 1.2.1 流动残余应力 3 1.2.2 热残余应力 3 1.3 注塑件收缩的研究概况 4 1.3.1 注塑成型收缩行为的实验研究 5 1.3.2 注塑成型收缩的理论研究 6 1.4 课题的意义 8 2 高温熔体的数学模型 9 2.1 黏性流体力学的基本方程 9 2.1.1 连续性方程 9 2.1.2 动量方程 9 2.1.3 能量方程 10 2.2 高温熔体在模腔中的控制方程 10 2.2.1 边界条件 12 2.3 黏度模型 12 2.3.1 牛顿流体模型 13 2.3.2 幂律模型 13 Carreau 方程 13 Cross-Arrhenius 和 Cross-WLF 模型 14 2.4 状态方程 14 2.5 本章小结 15 3 注塑件成型后残余应力与收缩的理论研究 16 3.1 注塑制品的残余应力 16 3.1.1 残余应力的分类及及其产生的原因 16 3.1.2 影响残余应力的因素 20 3.2 注塑制品的收缩 20 3.2.1 注塑制件收缩类型 21 3.2.2 收缩机理 23 3.3 CAE 分析软件 25 3.3.1 MOLDFLOW 软件 25 3.4 本章小结 27 4 注塑件成型后残余应力与收缩的模拟研究 28 4.1 实验对象与研究 28 4.1.1 材料和工艺参数 29 4.2 推荐工艺参数及模拟结果 30 4.2.1 推荐工艺参数 30 4.2.2 推荐工艺模拟结果分析 30 4.3 本章小结 35 5 工艺参数对残余应力与收缩的影响规律研究 36 5.1 模具温度对塑件残余应力及收缩率的影响 36 5.1.1 模具温度对残余应力的影响 36 5.1.2 模具温度对收缩率的影响 37 5.2 熔体温度对塑件残余应力及收缩率的影响 38 5.2.1 熔体温度对塑件残余应力的影响 38 5.2.2 熔体温度对塑件收缩率的影响 39 5.3 保压时间对塑件残余应力及收缩率的影响 39 5.3.1 保压时间对塑件残余应力的影响 39 5.3.2 保压时间对塑件收缩率的影响 40 5.4 保压压力对塑件残余应力及收缩率的影响 41 5.4.1 保压压力对塑件残余应力的影响 41 5.4.2 保压压力对塑件收缩率的影响 42 5.5 保压曲线对塑件残余应力及收缩率的影响 43 5.5.1 保压曲线 43 5.5.1 保压曲线对塑件残余应力的影响 44 5.5.2 保压曲线对塑件收缩率的影响 45 5.6 本章小结 46 6 结论与展望 47 6.1 主要工作及结论 47 6.2 展望 48 致 谢 49 参考文献 50 附 录 54 A 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录 54 重庆大学 重庆大学硕士学位论文 1 绪 论 PAGE PAGE 10 1 绪 论 1.1 引言 目前，塑料产品的应用范围越来越广，应用领域也越来越多，小到我们使用 的日常用品，大到一些高精尖科技产品，市场对塑料产品的需求越来越多，塑料 产品的种类也越来越多，尤其是在汽车、电子产品、航空航天以及日常用品等一 些行业。这几年来，塑料产品的应用越来越广泛，相关行业的发展也越来越迅速， 而且塑料产品正在向精密化、薄壁化发展，进而对注塑产品的外观、精度、形状 等要求越来越高。随着科技的快速发展，对高分子材料研究的深入，由工程应用 塑料成型的产品，会在更多的领域得到应用，尤其是在高、精、尖领域中的地位 会越来越重要。而且，飞速发展的全球经济以及不断提高的生活水平，会对塑料 产品的质量的标准、尺寸的精准、形状的精确提出更高的要求，换代的速度也会 越来越快。一个成功的塑料产品必须要有良好的质量，还要有合理的价格。同时， 塑料产品的样式越来越多，形状越来越复杂，更新换代的速度越来越快，精度要 求也越来越高，但是却只有很短的时间来开发新的产品。注射成型技术作为一种 重要的生产手段[1]，非常适用于对尺寸准确、复杂形状的各种塑料产品进行大批量、 高效率的生产。塑料材料、注塑机、模具和成型工艺最为注塑成型技术的基本条 件，其中成型工艺是非常重要的组成部分，它直接关系到成型后产品的质量与尺 寸。这些年来，国内的工艺工程师只能依靠实际的生产经验来设定产品的成型工 艺参数，没有实际的科学依据。对成型之后所产生的缺陷，只能通过对工艺参数 进行反复修改后试模来解决，具有非常大的盲目性，而且生产周期很长、成本很 高，然而成型之后的产品的质量却难以得到保证，造成次品率高，