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1 to on s is of be of a to or to of AE in to of to of in to a is an of 1 AE AE is on of in in of of of of an 0th 60 of to a 2 in of At a 0 a 70 to 0 AE to a to of 0 of a is in of a 2 AE of of on of is or of to of so in to of to an of AE is of AE in in in to as or in of to of as so be to of in to 3 of AE as (1) of of of of a on of to AE to (2) be of to On of (3) to of to AE in of to or so 3 AE To a AE (000, is an s in in Z in is in AE 4 s of 976, s of AE a AE 004, AE in of 5%. is to of to be be D . 4 in in 0th 0s. is a is D of of to be in of of ie to in to of of on of of on in of as (1) a in is a 5 be AD (2) be in a of If on to (3) AD of of AE is so AE be 5 s is s of 000, do to be to of on is a is to or in is on of or In of at to of of is on is so of of in no in he is a of of of of of of s is on or of to a on of a in a 6 of of (1) of of a as on to (2) to As of be be so to is in of (3) is in is to of 6 s 3D of s 3D (3D) a as of no be be a of of so of to is D as of be as or so in 7 D in in to D to of is to be AE of is it of 7 AE in or in in (1) to AE on of do in of of in to to (2) of At on to a of in of be to in to of 8 (3) so AE to as on so to to to in (4) a of of n on of a of as no so (5) AE on to in to a of a to of In to of of 8 of a of in AE of At of to a of is no AE s as a 9 to in to a to in to of s to is to to a to on s 10 注塑模 術(shù) 0 引言 塑料產(chǎn)品從產(chǎn)品設(shè)計到成型生產(chǎn)包括 塑料制品設(shè)計、模具設(shè)計、模具制造和注塑工藝參數(shù)選擇等幾個主要方面。傳統(tǒng)的注塑模具設(shè)計主要依靠設(shè)計人員的經(jīng)驗，而注塑成型過程非常復(fù)雜，塑料熔體的流動性能千差萬別，制品和模具的結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化，工藝條件各不相同，成型缺陷各式各樣，模具設(shè)計往往需要反復(fù)的試模、修模才能投入生產(chǎn)，很少有一次成功的，發(fā)現(xiàn)問題后，不僅要重新調(diào)整工藝參數(shù)，甚至要修改塑料制品和模具，不但費時費力，而且降低了產(chǎn)品的開發(fā)速度。而利用注塑模 術(shù)可以在模具制造前，模擬注塑過程（包括充填、保壓及冷卻）并及早發(fā)現(xiàn)問題，優(yōu)化模具設(shè)計和工藝條件設(shè)定，減少 試模次數(shù)以提高生產(chǎn)效率，現(xiàn)已成為注塑加工技術(shù)的一個重要發(fā)展方向。 1 注塑模 術(shù)的歷史 注塑模 術(shù)是根據(jù)塑料加工流變學(xué)和傳熱學(xué)的基本理論，建立熔體在模具型腔中的流動、傳熱的物理、數(shù)學(xué)模型，利用數(shù)值計算理論構(gòu)造其求解方法，利用計算機可視化技術(shù)形象、直觀地模擬出實際成型中熔體的動態(tài)填充、冷卻過程的一門分析技術(shù)。 20 世紀(jì) 60 年代，英國、美國和加拿大等國的學(xué)者如 )、）、 )和 )等開展了一系列有關(guān)塑料熔體在模具 型腔內(nèi)流動與冷卻的基礎(chǔ)研究。在合理的簡化基礎(chǔ)上， 60 年代完成了一維流動與冷卻分析程序， 70 年代完成了二維冷卻分析程序， 80 年代注塑模術(shù)開始從理論研究進入實用化階段，開展了三維流動與冷卻分析并把研究擴展到保壓、纖維分子取向以及翹曲預(yù)測等領(lǐng)域。進入 90 年代后開展了流動、保壓、冷卻和應(yīng)力分析等注塑工藝全過程的集成化研究。 術(shù)的出現(xiàn)，為注塑模設(shè)計提供了可靠的保證，它的應(yīng)用是模具設(shè)計史上的一次重大變革。 2 注塑模 術(shù)的作用 11 利用傳統(tǒng)方法設(shè)計注塑模具，設(shè)計成功與否將很大程度上依賴設(shè)計者的經(jīng)驗，而且 對復(fù)雜零件澆口位置的合理與否，排氣槽位置的設(shè)置、熔接線位置的確定等都十分困難。模具在交付使用之前一般需經(jīng)過反復(fù)試模修改，直到得到合格的制品為止，從而不可避免地造成了生產(chǎn)周期的延長，而且一般也難以得到最優(yōu)的設(shè)計方案和工藝參數(shù)。而利用注塑模 術(shù)設(shè)計模具則不然，由于在模具設(shè)計構(gòu)思階段，可利用注塑模 術(shù)進行流動過程模擬，使得通常只有在模具試模階段才能發(fā)現(xiàn)的問題，如短射，熔接線或氣孔出現(xiàn)在外觀零件表面等問題得以避免。同時幫助設(shè)計人員完成諸如流道系統(tǒng)的平衡設(shè)計，排氣槽的設(shè)置，合理確定注塑工藝參數(shù)等工作，這 樣使得通常在必須反復(fù)試模修改而確定的模具結(jié)構(gòu)參數(shù)和工藝參數(shù)在模具設(shè)計構(gòu)思階段得以確定，縮短了模具設(shè)計制造周期、提高了模具設(shè)計質(zhì)量。 所以注塑模 件的作用主要表現(xiàn)為： （ 1）優(yōu)化塑料制品設(shè)計 塑料的壁厚、澆口的數(shù)量及位置、流道系統(tǒng)的設(shè)計等對于塑料制品的質(zhì)量有重大影響。以往全憑設(shè)計者的經(jīng)驗，用手工方法實現(xiàn)，費時費力，而利用 快速設(shè)計出最佳的制品。 （ 2）優(yōu)化塑料模具設(shè)計 可以對型腔尺寸、澆口位置及數(shù)量、流道尺寸和冷卻系統(tǒng)等進行優(yōu)化設(shè)計。在計算機上模擬試模、修模和提高模具質(zhì)量，減少實際試模次數(shù)。 （ 3）優(yōu)化注射工藝參數(shù) 對注射過程進行模擬，發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的成型缺陷，確定最佳的注射壓力、鎖模力、模具溫度、熔體溫度、注射時間和冷卻時間等。 由此可見，注塑模 術(shù)無論在提高生產(chǎn)率、縮短模具設(shè)計制造周期和保證產(chǎn)品質(zhì)量，還是在降低成本、減輕勞動強度等方面，都具有很大的優(yōu)越性和重大的技術(shù)經(jīng)濟意義。 3 注塑模 件種類及其簡介 到目前為止，成熟的商業(yè)注塑模 件比較多， 司的 司（ 2000 年 2 月，被 司合并）的 件是其中的 優(yōu)秀代表；另外還有國外的 12 我國臺灣地區(qū)的 軟件應(yīng)用也比較廣；而國內(nèi)在 “ 八五 ” 期間才開始這方面的研究，現(xiàn)在華中理工大學(xué)的 件和鄭州大學(xué)的 公司自 1976 年發(fā)行了世界上第一套注塑模 件以來，一直主導(dǎo)注塑模 件市場。至 2004 年， 件在全球注塑模 場的占 有率達 75%。 件包括三部分： 品優(yōu)化顧問， 塑成型模擬分析， 塑成型過程控制專家， 一般情況下，最常用 要用來對注塑過程進行模擬，從而得到最佳的澆口數(shù)量與位置，合理的流道系統(tǒng)與冷卻系統(tǒng)，并對型腔尺寸、澆口尺寸、流道尺寸和冷卻系統(tǒng)尺寸進行優(yōu)化，并且還可對注塑工藝參數(shù)進行優(yōu)化。 件 的模流分析技術(shù)可以分為三種，即 3D。 4 析技術(shù) 面流）的應(yīng)用始于 20 世紀(jì) 80 年代。其網(wǎng)格是三節(jié)點的三角形單元，其原理是將 3D 幾何模型簡化成中性面幾何模型（即將網(wǎng)格創(chuàng)建在模型壁厚的中間處），利用所建立的中性面進行模擬分析，即以平面流動來仿真三維實體流動。此分析技術(shù)發(fā)展至今已相當(dāng)成熟穩(wěn)定，其優(yōu)點為分析速度快、效率高。 基于中面流技術(shù)的注塑流動模擬軟件應(yīng)用的時間最長、范圍也最廣。但是實踐表明，基于中面流技術(shù)的模擬軟件在應(yīng)用中 具有很大的局限性，具體表現(xiàn)為： (1) 用戶必須構(gòu)造出中面模型。采用手工操作直接由實體模型構(gòu)造中面模型十分困難，往往需要花費大量的時間，而且不能從其他 型轉(zhuǎn)換。 (2) 無法描述一些三維特征。如不能描述慣性效應(yīng)、重力效應(yīng)對熔體流動的影響，不能預(yù)測噴射現(xiàn)象、熔體前沿的泉涌現(xiàn)象等。 (3) 由于 段使用的產(chǎn)品模型和 段使用的分析模型不統(tǒng)一，使二次建模不可避免， 統(tǒng)的集成也無法實現(xiàn)。 5 析技術(shù) 面流）分析技術(shù)是基于 獨家專利 分 13 析技術(shù)。 2000 年