基于CAE技术的注塑模冷却系统优化设计

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1、江苏大学硕士学位论文摘要近年来，塑料工业快速发展，塑料制品广泛应用在家电、机电、仪表、化工、汽车和航天航空等领域，塑料成型模具的需求量急剧增加，随着市场竞争的日益激烈，产品开发和模具设计周期的要求越来越短，塑料模具设计仅仅依靠模具设计师经验已经远远不能满足制品质量的要求，这不仅要经过反复调试和修正才能正式投入生产；还导致模具设计周期长，成本高，产品质量难以保证。采用CAE技术，在计算机上做模拟分析之后投入制造，可以保证一次试模成功，不但可以节约人力财力，还可提高制件生产效率和产品质量。本文以注塑模拟

2、软件MOLDFLOW为工具，运用传热学的基本原理，对注塑模冷却系统的优化设计做了深入的研究，主要研究内容如下：首先回顾了CAE技术的发展历史和应用，介绍了简化条件下冷却分析的数学模型，为进行CAE冷却分析和优化设计提供了理论基础，讨论了冷却回路的设置原则和冷却效果的影响因素。其次研究了建立冷却分析模型的问题，CAE模型建立的好坏、网格的生成是否合理及其网格的密度对模拟的结果的准确性有着重要的影响，通过CAD模型的建立和网格的划分，以及网格纵横比和匹配比合理的选择，建立进行冷却分析所需有效的有限元模型

3、，保证了模拟结果的准确性。最后以注塑模拟软件MOLDFLOW为工具，结合具体制件深入研究了冷却系统的优化设计问题，提出了基于制品特征设置冷却回路的方法，通过冷却回路的优化和冷却分析得到的模具温度场，避免制件冷却中的过热点，减少塑料件残余应力和翘曲变形，并应用其分析结果来优化冷却回路的布置、大小和冷却工艺参数，提高冷却系统设计效率，缩短冷却循环时间，以达到使塑料件快速均匀冷却，提高制品的质量和生产效率的目的，为最终选择合理冷却回路布置方式，确定合理的冷却介质的物理参数提供依据，从而进一步指导生产实践。

4、关键词：CAE，冷却系统，优化设计，模具温度，冷却时间江苏大学硕士学位论文AbstractRecentlyplasticindustryisgrowingquickly．PlasticinjectionmoldismoreandmoreneededbecausePlasticpartiswidelyappliedtothefieldsofhomeappliances，machine，instrument，chemicalindustry,automobileandSOon．Thecycleofpar

5、tdevelopmentandmolddesignisreducedincreasingbecausethemarketingcompetesmoredrastically．InjectionmoldthatengineerdesigndependingontheirexperiencesCan’tfarmeettherequestofproductqualityandwasnotonlytestedandadjustedagainandagainbeforeproducingbutalsolead

6、tolongcycleandhighcost．TheCAEtechnologyCansettletheseproblemtogethighqualitymoldonetime，decreasingthecostandincreasingthepartproductivityandquality．Inthispaper，optimizationdesignofcoolingsystemforplasticinjectionmoldisdeeplydevelopedonthebasisofthermo—

7、conductivitytheorybymeansofthesimulationsoftwareMOLDFLOW．Themaincontentsarelistedasfollowed：First，thearticlereviewsthehistoryandapplicationofCAEtechnologyandconstructthemathematicmodelforcoolinganalysisconditioningassumption．Itdiscussestheprincipleofco

8、olingchanneldesignandeffectivefactorforcooling．Secondly,itmakesaresearchoffiniteelementmodelforcoolinganalysisthattakesgreatinfluenceonthesimulationresults．Soitistheimportantquestiontobuildandmeshfiniteelementmodelinanalysiswhichisassoc