基于数值模拟的光盘片架注塑成型浇口位置优化与模具设计.pdf

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1、塑料工业第4O卷第10期·62·CHINAPLASTICSINDUSTRY2012年10月基于数值模拟的光盘片架注塑成型浇口位置优化与模具设计周建华，赵亦兵，袁根福(江南大学机械工程学院，江苏无锡214122)摘要：以光盘片架为研究对象，从浇口位置优化的角度，利用注塑成型过程数值模拟的方法，分析了光盘片架在注塑生产过程中产生困气和烧蚀的原因。通过优化产品浇El的位置，从而控制产品生产过程中困气和烧蚀产生的位置，以消除困气和烧蚀对产品性能的影响。根据优化的结果，设计成型模具，从而提升产品质量。关键词：注塑成型；工艺优化；数值模拟；浇口位置；困气和烧蚀中

2、图分类号：TQ320．662文献标识码：B文章编号：1005—5770(2012)10-0062—04GateLocationOptimizationandMoldDesignforCD。diskFrameInjectionMoldingBasedontheNumericalSimulationZHOUJian。hua，ZHAOYi。bing，YUANGen‘fu(CollegeofMechanicalEngineering，JiangnanUniversity，Wuxi214122，China)Abstract：Researchedonthegat

3、elocationoptimizationofCD-diskframe，thenumericalsimulationmethodwasusedininjectionformingprocess，thereasonsforairtrapandablationinproducingofCD—diskflamewereanalyzed．Throughoptimizationofthegatelocationforproduct，theairtrapandablationpositioninprocesswerecontrolledinordertoelim

4、inatetheinfluenceonairtrapandablationinperformanceoftheproduct．Accordingtotheresuhofoptimization，themoldforformingCDdiskframewasdesigned，andthequalityoftheproductwasupgraded．Keywords：InjectionMolding；ProcessOptimum；NumericalSimulation；GateLocation；AirTrapandAblation在注塑熔体充填过程中，如

5、果在最后充填的部得到一个优化的浇口数量和浇口位置设计。对于结构位，模具型腔内气体无法及时地通过分型面或其他方复杂的制品，可以采用以浇口数量和位置为目标函法排除出去，就会在制品最后充填的部位形成局部的数，利用随机搜索法和决策法来进行目标的优化设气压升高，从而产生困气现象，困气严重时会在制品计¨。本文所研究的光盘片架制品本身的结构不表面形成短射和烧蚀现象。而决定熔体注射充型最后太复杂，所以采用第一种“经验类比”和“数值模填充部位的因素，除了制品本身的结构特征外，最重拟”相结合的方法来进行分析与优化。要的因素就是制品成型模具的浇口数量和浇口位置。1薄壁制’

6、品注塑熔体充型流动的数学一个优良的注塑模具浇口设计应该满足以下几个方模型[3-8]面：①保证熔体快速、平滑地充填型腔；②应使型腔薄壁制品(厚度2～4mm)的注塑充型流动可内的气体在充型时能够及时排放，避免造成制品的困以看成窄缝平板间二维流动，这种流动最典型的模型气、短射和烧蚀；③应该尽量使熔接线和融合痕出现是Hele。Shaw流动模型。将注塑充型的过程作如下假在制品不敏感的部位；④避免熔体的喷射、倒流设与简化：①模具型芯与型腔之间的尺寸远小于沿浇现象。口主流动方向的尺寸；②流体为不可压缩流体，并具根据以上原则，对于结构简单制品，采用“经有广义牛顿流体

7、的行为；③忽略熔体的惯性与自身重验类比”和“数值模拟”相结合的方法，比较容易力；④在模具型壁上无滑动；⑤在熔体流动方向上，作者介绍：周建华，男，1969年生，讲师，主要从事材料成型过程数值模拟的教学和研究。zjhteeh@163．con第40卷第10期周建华，等：基于数值模拟的光盘片架注塑成型浇口位置优化与模具设计‘63·热量以对流为主；⑥忽略熔体流动前沿“喷泉效应”2制品结构特征与成型性能分析的影响等。图1所示的薄壁光盘片架，制品尺寸：长166．5流体流动通常遵循质量、动量和能量守恒的规mm，宽120mm，制品壁厚1．5mm。材料为聚苯醚律。根据上

8、述的假设与简化，薄壁制品的熔体充型流(PPE)。该制品具有以下结构特征：产品正面中间的动的数学模型表达为：圆