基于数值模拟和定量反变形的精密注塑模具型腔设计方法

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1、基于数值模拟和定量反变形的精密注塑模具型腔设计方法摘要：塑料零件的精度与注射成型模具型腔直接相关，本文将塑料注射成型数值模拟分析与反变形模具设计技术紧密结合，提出了基于数值模拟定量反变形的精密注塑模具型腔设计方法，介绍了该方法的基本原理，探讨了该方法中塑件模型松弛迭代反变形和注射成型数值模拟分析的实施过程；研究松弛系数对产品精度和迭代过程的影响，获得反变形松弛系数的一般取值原则；结合反变形塑件网格模型的特点，提出在CAD软件中由网格模型构建特征模型的方法，讨论了各建模方法的特点和适应范围；将提出的模具型腔设计方法应用于典型薄壁方盒形塑料零件注射成型模具的设计，结果

2、表明：在相同条件下，该方法的应用能显著提高产品成型精度。关键词：注射成型；数值模拟；反变形；模具型腔DesignMethodforPrecisionInjectionMouldCavityBasedonNumericalSimulationandQuantitativeReverseDeformationAbstractIninjectionmoldingprocess,thewrapageofplasticpartisunavoidable,sotheprecisionoffinialplasticpartiscloselydependedoninjection

3、mouldcavity.Inthispaper,adesignmethodforprecisioninjectionmouldcavitywasdevelopedonthebasisofnumericalsimulationandreversedeformation,andthebasicprinciplewasintroduced.Theimplementationprocess,whichincludesiterativeinjectionmoldingnumericalsimulationandplasticpartrelaxationreversedefo

4、rmation,wasinvestigatedindetails.Theeffectofrelaxationcoefficienttofinialplasticpartprecisionanditerativeprocesswasanalyzed,andthegeneralruleforrelaxationcoefficientiniterativeprocesswasobtained.Accordingtothecharacteristicofreversedeformationplasticpartmeshmodel,themethodsforbuilding

5、featuremodelfrommeshmodelinCADsoftwaresystemwasproposed,andtheirspecialtyandapplicabilityrangewerediscussed.Asanapplication,thepresentedmethodwasemployedtodesigninjectionmouldcavityforatypicalthin-walledplasticsquarebox,theresultsshowthattheplasticpartprecisioncanbeimprovedgreatlyunde

6、rthesameprocessconditions.KeyWordsinjectionmolding;numericalsimulation;reversedeformation;mouldcavity1引言在确定材料的塑料零件（塑件）的注塑成型时，尽管选择了合理的工艺条件，采用了合理模具结构形式；但由于收缩不均匀、温度不均匀、分子取向不均匀等方面的原因，仍然会导致塑件产生翘曲变形，有时甚至会严重影响产品（特别是精密塑件）的形状尺寸精度和产品质量[1-4]。因此，在合理工艺条件和模具结构的前提下，如何设计注射成型模具的型腔，以减小塑件的翘曲变形，提高产品精度是注塑

7、模具设计和制造中的重要内容[5-7]。在具体塑件的实际生产中，在确定了塑料材料、工艺条件和模具结构后，解决塑件翘曲变形问题的方法主要还是对模具型腔进行反变形处理。目前基本上是根据计算机模拟结果进行定性的反变形处理，或根据产品检测结果进行反变形修模。这种通过定性反变形处理来设计和制造的模具型腔，对产品质量的提高、试模次数的减少、模具制造周期的缩短只能起到有限的作用。因此，在合理工艺条件和模具结构的前提下，充分利用注塑成型过程的数值模拟，在数值模拟结果的基础上，采用定量化的反变形处理设计模具型腔，将对解决塑件翘曲变形问题具有重要的意义。将数值模拟优化塑料注射成型工艺参

8、数和模具结