基于数值模拟及反向变形的注塑模具型腔设计方法

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1、广东工业大学硕士学位论文基于数值模拟及反向变形的注塑模具型腔设计方法姓名：张宾申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：章争荣20080501摘要模具是生产各种工业产品的重要工艺装备，现代工业中60％,、-90％的产品要靠模具生产。尺寸精度是塑料件重要的制造和使用质量指标。过去因多种原因，塑料件尺寸精度不高，大多属于普通精度，高精度的很少。随着生产的发展，提高塑料件尺寸精度成了一项重要任务。随着模具行业的发展，数值模拟(CAE)技术已经在塑料模具行业得到越来越广泛的应用。然而对于CAE的运用都是根据模拟结果，对各工艺参数进行优化。然而由于注塑过程中的参数是相互联系的，因此优化工艺参数并不

2、能消除翘曲变形。反向变形是解决制品翘曲变形问题的有效方法，通过对产品翘曲变形的分析，对模具进行反向的变形处理从而达到提高产品精度的目的。但目前其应用只是针对形状结构简单的制件，对模具进行适当的但不精确的反变形处理，没有研究复杂精密成型模具的反变形处理设计方法，也未考虑复杂精密模具型腔反变形处理后模型是否适合于成形工艺。逆向工程又称反求工程(ReverseEngineering，RE)，起源于精密测量和质量检验，是设计下游向上游反馈信息的一种回路。不同于传统的产品研发过程它以产品或实物或影像(图像、照片等)作为研究对象，实现产品CAD模型的重构。本文围绕广东省关键领域重点突破项目“汽车大型精密

3、复杂注塑模具数字化制造”(项目编号：2004A10402001)，将计算机模拟技术(CAE)、反向变形、逆向造型引入到对注塑件翘曲变形的改善当中来以提高产品尺寸精度。本文内容主要包括以下几个方面：(1)对原始模型进行反变形处理，得到反变形处理后的最大翘曲量及注塑件在反变形时较佳的反系数，同时得出产品进行反变形时的规律。(2)采用VBS编程及UG二次开发工具UG／OPENGRIP实现点云及三角面片模型在CAD软件UG中的重建，并利用逆向工程实现了反变形处理后的CAD模型的重建。(3)采用逆向工程软件Imageware对所建模型进行评估，以确保逆向结果满足的精度要求。广东工业大学，丁学硕士学位论

4、文(4)以反变向形处理后的产品为依据进行模具设计。通过研究，得出了产品反变形的有效方法和进行反变形时的较佳系数，同时发现了采用不同迭代系数不同迭代次数对产品进行反变形时翘曲变形量改变的规律。逆向造型方面，通过UG二次开发实现了三角面片自动建模，通过UG的逆向功能实现了人工建模并采用Imageware对逆向造型的精度进行了检验。结果表明：反变形模型能有效的减小产品的翘曲变形。翘曲问题的解决对于塑件质量的提高及注塑件在生活中广泛的应用有着重要的意义。关键词：翘曲变形，数值模拟，反变形，逆向工程，模具设计AbstractMolds／diesaresignificanttechnicalequipm

5、entsofproducingvariousindustrialproducts．Inmodemindustry,about60％,-。90％productsaremanufacturedbymolds．Inthepast，becauseofmanyreasons，theaccuracyofthemoldisnot11ig也mostofthembelongtocommonlevel，onlysmallpartofthembelongtohi曲level．W曲thedevelopmentofmanufacture，improvingthedimensionalaccuracyofplastic

6、partisbecomingabigjob．Withthedevelopmentofmold，computeraidedengineering(CAE)techniqueisbecomingmoreandmorepopularinplasticmoldindustry．Ininjectionmoldindustry，CAEcallpredictinjectionprocess．ButtheuseofCAEisconcentratedonoptimizingprocessparameters．Thereforetheparametersareinterrelatedandinteractedw

7、itheachother,SOthiswaycalleliminatewarp．Reversedeformationtechniqueisausefulwaytosolvetheproblemofwarp．Analyzeoftheproduct’Swarp，Processthemoldbyreversedeformationtechnique．Thenrealizethetargetofimprovingth