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太遵鹾工大学硬攀挝论文 攘螫 鹫褥裁菇激箕鼷鹱轻、餐榛豢显疑案钱憝黪练会樾棱蛙栽麓雀极城、瞧予、艘室、 瀵享、遴蕊簿互受帮疆获箨户泛越鼹。邃麓建爨璐台,举穰黉壤整糕鬟菇麓糖痉懑, 嚣鼓攀l 品形状邀毙鞍燕条,遨搜缮瓣没塑戏裂露鼹竣炼惜璇懿鞭确粼鞭变褥至基薰婴。 本交垒繇分爨了滚辇蕊溅投缭熬毽途毒实装蹬变方法巍现状簿豢鼷上;黪台注漫剿 熬的生产安酥毒g 攫凝设诗蘩麓芝,渫入毒李论了浚蹩或罄巾戆撼张姆瞧、王装条传爨模疑德 饕设诗莓黉豢怼裁熬嫂缀毅辫蟪聂戮豢瓣鹣矮蔓豫楚美象。蛰霪麓黪蕊注爨竣銎牧缝 擎鞭溅方法及模其设诗瓣姨缝攀诗繁懿不足,戏愿e a 熬缓缀技零及m o l d 珏o w 簿软髂王 獒,鼹窭了藻予m o l d l 夺w 黪注鍪粼蕊投臻瓣簿鹣糗缮实验蹬巍。凳成了鼗形乎叛整灏 蓉黪炊等多游币麓镪拣裁不嗣浇蜀缀鼗与数爨麴塑馋嫂缩霹黼l 鬃验。磷究了凝佟“主婚 鬈”器“浆霆将鬣”辫袋燮牧缝熬影蛾蓑爨,建立了学瘩塑佟臻橡姆缝影魏黢敬缝荚袋 装逡鼗。遇过模拟蜜骏缝鼹热线昀势粝衰骥,塑搏瓣结构姆镬及淀口使鬣与数量的畿 毽,露鎏捧熬遵型浚缭蒸骞蕊簧影穗,磐嚣簿一是翡糕德掰嚣。 t 媛后迓愁实躲激产斡鼹体类塑佟,对横娥震验方波及辑搦逶酚礞惑了塑律辫衡婚链 蓼骢黪凌翁关蓦装运戏逶孬了黠缝黢逑,臻袋手势女蹇避。邀袤赣爨横镶实验方法分褥骥 传绻搀变化慰戏塑峻缎的辫响。对翩龋的擞产及横蕨浚诗霄藏溪酶渗考意义。 荚键溺:泼鳖黻糕t 缭橼姆毯;瀵爨憾鬟憋数瀑 收缝露镄;蠛拟察骏 蕊于m o i d f l o w 注麓臻嗡牧缎鼹雄模拟赛验磷究 s t u d y o i ls i m u l a t i o n e x p e r i m e n t f o r s h r i n k a g e l a w so f l n i e c t i o n m o l d i n g p r o d u c t sb a s e do nm o l d f l o ws o f t w a r e a b s t r a e l o na c c o u n to f l i g 臻w e i g h t ,l o wp n c ea n dg o o dc o m p r e h e n s i v em e c h a n i c a lp r o p e r t i e s , , 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r i n k a g eo f i n j e c t o nm o l d i n gp r o d u c t s , w i t hp r o d u c e a n d m o l dd e s i g no f i n j e e t i o nm o l d i n g p r o d u c t s , t h e m e t h o do f s t u d y 0 1 1s i m u l a t i o ne x p a i m e r af o r s h r i n k a g el a w so fi n j e c f i o nm o l d i n gp r o d u c t sb a s e do nm o l d f l o ws o f t w a r ei sc o n d u c t e db y s i m u l a t i o nt e c h n o l o g yo fc a ea n dm o l d f l o ws o c a r ef a c i l i t i e s ,c o n s i d e r i n gp r e d i c t i o nm e a r l s o fs h r i n k a g ea n ds h o r t c o m i n g so fc a l c u l a t i n gs h r i n k a g ei nt h ed e s i g nm o l d s i m u l a t i o n e x p e r i m e n t sf o rs h r i n k a g ea l ed o n e i nm a n yk i n d so f i n j e e t i o n m o l d i n gp r o d u c t sw i t hd i f f e r e n t s 秘c t u r e sa sr e c t a n g l ep l a n k , c i r c u l a rp i p ee r ea n dd i f f e r e n tm o l d i n gg a t e s l o c a t i o n sa n d n u m b e r s ,m u t u a lr e l a t i o n0 nm o l d i n gs h r i n k a g eb e t w e e nc e n t r a lc h a r a c t e ra n dr e s t r i c t l o n c h a r a c t e ri ss t u d i e d , a n dc o n n e c t i o nf o r m u l ai s g t a b t i s h e d , s 瓣c t u r e sa n d p l a c e a n dn u m b e ro f m o l d i n gg a t eh a v ee f f e c to nm o l d i n gs h r i n k a g eb ya n 如i n g r e s u l t so f s i m u l a t i o n e x p e r i m e n t s , a n d h a v e m a n y l a w s t h em e t h o do f s i m u l a t i o ne x p e r i m e n ta n dc o l m e c f i o nf o r m u l ao f c a l e u l a t n gs h r i n k a g e 粥 c o m p a r e db yp r o d u c t i o no f s h e l lm o l d e d p a r t , t h er e s u l t sa r ec o i n c i d e n t t h i ss h o wa n a l y z i n g s t r u c t u r a lv a r i e t i e so f m o l d e d p r o d u c t sb r i n g a b o u t m o l d i n gs h r i n k a g eh a v ei m p o r t a n t r e f e r e n c e t op r o d u c t i o no f m o l d e d p a r t sa n dd e s i g n o f m o l d s k e y w o r d s , i n j e c t i o nm o l d i n gp r o d u c t s ;s t r n e t a r ef e a t u r e s ;m o l d i n gg a t e s l o c a t i o n s a n dn u m b e r s ;s h r i n k a g el a w s ;s i m u l a t i o ne x p e r i m e n t 强一 独创性说明 作者郑重声明:本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究 王作及取得研究成果。尽我所躲,除了文中特别加以标注和致谢鹃圭毫方 外,论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果,也不包含为获得 大连臻工大学或箕钝擎位的学位或谨书所傻用过的材料。与我一嗣工 乍 的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢 意。 大遵埋王大学预士学位论文 1 缕论 l ,l 王稷骛景 荫前在瀚民经济的各个都门中都广澎蛾使用各式各样的塑料制黼,特剐麓在办公 瓠器、照鞠褫、浚车, 殳器仪表、遁售、嚣鞠晶戳及家雳惫器行馥等产熬零彳孛,都已 向塑料化方向发袋。近年采,由予工程塑料制品的精度稻强度等得至很大键高,因而 蓦季孛王翟塑瓣零侮懿使焉范疆还在不叛扩大。颡诗今螽琏整褒分子秘辩磁学瓣深入籀 发愁,鳖料制品的镄丽范溺将会越来越犬,并在萄防稻尖端辩学技术领域中占有越来 越黧豢秘邋经。弱霆重,蓬簧 筵:琴鬓游翡迅速发震巍大涎宝嚣零乎麓不叛鬟窝,a 稍对 塑料镪品质蹙靛要求越来越澍,i 掰巍不断地爨薪换魁。成功的产晶鬻求上市簧军,麓 鬟要野,徐捂要台骥,弱辩,产鑫勰复杂缝葶翼德发常常要求缀蹇,褥产鑫懿开发嚣尊溺 却越来越短。注射成篷是生产塑料黼箍静主簧手段乏一c l j 。注射溅鍪崮予熊够一次 或型形状复聚、只寸准确靛产最,邋瘸子辩效率、大懿量翡生产方式,嚣瑟在塑辩铡 晶生产中被广泛疯瘸。注鏊成鍪静基本条讳怒注塑机、羹瓣材料、箴垄王麓和楼其。 冀中注塑模爨是羹黉瞧缝戏帮分。长麓鞋,裁霞懿注辩摸设计囊要簌豢设诗嚣黪 经验稻壹觉,缺乏科学锻据。对设计中静缺陷主簧邋过反复试模、渗搂来勰决,舆露 较大豹蠢基性,不铰傻摸具熬生产溺期长、威本巍,露曼矮爨也潍娃保送,罄至霹熊 嚣此嚣失去市场竟挚力 2 】。诗算机辘蘩设计( c o m p u t e ra i d e dd e s i g n ,c a d ) 技零能 锾楼爨设诗人员从繁蓬黪势秘孛辫黢出慕,多年来,太骤一壹鬏攫能预测注射戏型嚣尊 塑秘熔搏 餐摸具型黢中静滚动馕撬及塑料剃熬在穰籁型黢内熬冷却、霪诧遭疆,强馁 在摸凝毒i 遗之惹就能发璎设诗孛褰凌靛秘题,掺羧鼹纸弱不是返修模其。淀射摸c 盎蒜 技术旋出崴,侵入船匏这一愿望交淹现实。诗算壤辕藜王稳( c o m p u t e ra i d e d e n g i n e e r i n g :娃翼) 技本能迅速竞或番秽诗舞秘分毒蓐。注射模c a e 披术就是掇撂塑料熬 工浚变学灏传热学鹩基零璎论,建立塑摹辜熔侮在模蕊霆黢审的流韵、传热静耱理数鬻 攥型,利照数值计算理论擒避其求瓣方法,裂爆计馨规凰形学技术谯计算枫熙慕上形 蒙、嶷鼹逑摸 堇 篷实甄瘦鼗中熔傣的凌态赢填、冷帮遥疆,定量滔给岛戏黧过程静状 态参数( 如压力、滠鏖、速发等) 。謦q 用注射模c a e 技术可在模具划邀之戴,农计算枫 上聪貘具设计方案邋行分辨帮模 薹i 寒代替察际懿谈模,预溺疆诗中潜在的缺陲,突酸 了在注塑枫上反复试模、修嫫的钱缆摸式,弗为设计人员修改设计提供了科学的设计 理论与方法。c a e 羧零匏瘴稿豢采静煮接努处是蒜漪镰力,减少试搂、修模次数粒箍 纂予m o i d q o w 淡塑制品蚊拣规律攒揪襄验 i ) 究 鬻饔翼浚诗纛功率,黎燧攘翼设诗裁遗潮黎,辩镁袋誊,搀蹇产撼蔟鬃。慕鬟e 盎0 搀& 嚣 技术,则会事串崩倍,敬得显藩的经济效益 3 叼。 泣鏊蕊垒魏生产过程孛是巍将鎏料繇粒款斟立 逻入注射枫浆颦篱,程料鬻炎,塑 料受到加热而熔融塑化成为流态熔体,溺其受到注射枫螺秆的穰动时,泖默禳商的压 力器竣疑趣速发逶过渡麓挺靛唆嘴、攘篡热主流道、分滤遭、浇固瑟没入摸典型驻, 由于模鬃的温成低子熬料的软化温度,函此模灏逐速吸收塑辩溶体的热餐而餐融内菇 羚熬逐灏凝罄,警塑戳鼷悬凝缝至逶豢撂瘦势矮毒一窳嚣发聪,摸具开癌,预如枫擒 便将威黧制品从模具蘩腥中顶出。完成速周辅盼时阚,根据滤鬻制品静大小赦厚度, 毓昆移爨嚣努瓣不等。灏墨驻横秘螽,程模辨继续冷龆至室激 翻。 注鞭制品的成型怒一个非常复杂的参因素藕合俸用的动态翩工遘筏。运一邋程中 魏每一盟豢蠡对铡螽熬戏婆! 嚣爨产生黧爨影聪,其孛戏型收缆是影响铡晶质量麴关键 函素之一。收缩不仅降低了铡晶静尺寸耩度与液蕊葳鬻,丽耐还雩f 超蠲晶结擒交形与 魂在壤餐蕺骆。嚣建,感型收罐基成为豳找注塑戏形教其摸爨设计领域的重攒难题, 也是谶一步键蕊注鎏铡舔廷寸精度与瑟霪,扩鼹箕应瘸领域蚕褥解决褥关键溺越【舔。 l 。2 辫痰羚浚塑剿潞牧缠鼗突豹搬撼及发展趋势 影响注塑制品收缩的因素搬多,成烈材料( 包括商聚物黼分子链盼梅、雅晶度、 秀擎蛙戆、藏变注饕懿 、工蕊条箨 瓣辇 串进行分类,选毅麓代表性懿塑 拳遴嚣毂缭模羧分掇。 3 ) 对不鼹类型鼢塑释,遴嚣结稳耱摄变纭秘浇瑟靛麓与数爨改变嚣,校据选 敬熬塑搏按照不麓结麴霸浇臼经登与数爨分裂避努牧缨摸羧。 4 ) 对模熬安验缮聚避彳亍处瑷驭魄袋,搽询这些竣缭结果变他的嚣戮。 ( 5 ) 黪结各类不冠结橡塑 串黟苓羼浇强佳爨与数量婺 拳的蚊练规黪。 ( 5 ) 将模熬实验方法与总结瓣漫簿赢鼹嚣瓷獒整馋熟收缩毽鞭溅孛。 。霉 大连理工火学硪士学位论义 2 影蟾注塑制悬l 发缳麴因索 2 1 注燮或型收绩购艨因 注氅戚鹫瘸潮是塑料经掰了澎匿棒颗粒被热热戏为洛敲状悉褥巍满模买凳黢,然 瑟又在较冷懿麓食模热鹦技冷嚣为爨态锱晶熬垒过程。熬髓熬热涨冷绥瑗象魄愈爝更 为显罄,霪烧,冷却疆黧涅戆漫爨铡燕体穗藤怒小予黢毽模其在常懑下靛模腔侮积, 达藏楚注塑割撼躲戏型收壤,逶鬻鼹收缀率表承,黪嚣溅下剑晶体积与横垃褰糗麴差 器:超对手模黢蜜辍的。嚣分魄采袭示 4 0 】,羚俸凝恢缝: 栌半魈。 强, 式中,s 。洼擞成型制晶的收缩性; 圪。一鬻激下注塑模具鳖黢的容稷; 圪一常潞下注魍成型制蕊的体积。 热聚要求液鼙裁熬簿台鬻羝菠裁定粒尺寸,茧l 在设诗注塑骥其彗誊,嚣要投援莲塑 制品备个尺寸的收缩翠程模舆成型尺寸中给以补偿。注塑翻晶浆尺寸的收缩率用下式 寒表承,帮线羧蚊缭: 瓢= 2 一二生1 0 0 ( 2 2 ) 0 式中,岛浚登成型截龋尺寸f 。戆牧辅攀 , 毛豢瀑下与。耀对嶷煞攘吴型黢足寸; z 。一露滤下注鏊戏墅剃晶戆慕尺寸。 注塑刽晶始戏型收镶主要辫下几耪骧缀造成的; 1 。热 敬绞 赢湛塑料熔体在泼射模内冷却成型为塑料劁晶h 寸,耀料材料必须道德的热胀冷缩 豹物理蕊簿爨引起戚黧收缩驰烹要藤霞之一,这糖竟全愚澄瘦下降搿雩| 藤懿收缩,遴 豢秘为热螋缆。热收缩爨与熔体之闯的温差成礁比,它照成型收缩中最霆要的收缩, 表瑰为线往收缭。 2 。缎龋收缨 注瀵结器髋夔糕瓤藏在英艘鍪静冷却过疆孛,塑粒斑鄢一黢繇会发生鳝燕。结鑫 将会搜辍辩大分子的掩戏盎笼煺律的线圈状态转变为规则有序的紧密排列,于是制品 款髂积将会翻此恧蔽麓,裁菇的线只寸也会鞠俸获竣缭藤减,l 、。强馥缭鑫交纯蹙;l 藤 9 基予m o l d f l o w 注望裁藩峻鳕慕镶攘摈蜜耱 | 究 赣晶收缩的麓簧嚣紊之一。缭螽浚雅豹大小与裁菇中弱结鑫发骞美,结鑫爱越塞,绥 晶的体积收缩量越大。对于结晶型塑料制品米讲,结晶的体积收缩假一般都比热收缩 黪簿辍救缝穰大。镕箍墅辍辩在荬溱髂凝溪黪遥糕孛,蘧麓冷嫠逮凌麓不窝薅发叟不 同程度的结晶,非结晶性塑料成型制品的体积收缩怒热收缩;结晶愀塑料注辍成型制 菇秘髂积浓缭,毽摄熬霾绥与结鑫裁壤,骝掰绉菇戆鬻瓣翱疑豹塑黪竣臻蕊会丈予嚣 结晶性注塑制品的收缩。 3 。敬囊羧镶 塑料熔体在注射过程中搿经谶模其浇往蒜统进入模腔,丽箕在浇往系统的流速辅 瑟残力趣比它囊在模麓中戆数藿大褥多。辫效薅搭套潼注系统孛滚动辩蹙会裳生 鬻 弱显的取向结构。然而由于熔体流入模腔之精其流速和所受晌讶庞力大精度减小,稀 且瞧不可麓一瓣勰完成冷帮瓣耗,爨驻在浇滤系统中銎经影艨懿致惫维稳将会在一跫 税度上被熔髂中剩泉豹热量新解墩向,觚丽鼯致莱鼗磊经伸藏且商侉摊剜的大分予链 蘩糖凌会滚凝蘩爨袋卷热状鞠无焱粼线嚣状态,予蹙羹秘游念霾魏嚣露牧臻,与故缡方 向一数韵铺龋尺寸将会随饕收缩衙撼小,逶种收缩称为取商收缩。缀黼盈,它很大程 鏖上影璃麓黧转煞戏登蔽缭。取巍鼓耀懿丈小与敬涎方霞鞍辍螽程壤喜美,运豢,凝 陶枝缩沿潜敬商方拉表现藤著,荫农与取胬辫直方礴主枝缭毽较,j 、,菇外,取高校锚 筑数整一般鞠蠢联秘疆度藏歪逮。 4 负收缩 受浚缓实器上怒一蛰嚣瞧效拯,宅楚拯凑一定靛裁熬献注嚣模中艇窭露,塑串鹅 添庭黼未达剿室添,褥模黢毽力突然消失了,峦予辩牲泼笺产生豹体积黟骚现象。浚 辩键燕赘弹瞧嚣拣膨强嚣象趣嚣予邋瓣零赛靛捧羧霹篷臻靛,宅辍然鹈浚缨钓基本概 念剐好裙静筑,缳穗考虑剿蕊总鹣成型牧缩零薅又不2 将菠忽醛,敬鼠方镬起冕,鼹 凌宅侮为黪受援缭避舒楚毽,受牧臻黪大小与燮糍燕耱、袋型滠浚毯及戏型黠熬番 秭藤力因索( 魏注射联力、攥器力积模腔蕊力等) 脊荚。 s ,詹羧缭 塑料制赫脱模麓,嚣鑫瓣莲力懿橙弦将会产袋羹孪鼗变形,垂粒效交黪萼l 越黪裁箍 足寸壤小麴臻象4 聪蚊绫,慰嚣牧缭霹爨慕取逯火方法逃特城小黢淡赊。 4 1 。 2 2 影晌注塑戏蹩收缩的匿豢 瑟藩在互疆实跤孛摸舆设诗者蛰遍慕麓擎魏竣壤辜凌壤蓬法采诗舅注燮裁斡魏 收缩值。一些学者和设计鬻也从影响塑件收缩的因索上进行了研究和实验a 彩旗注黧锻熬牧缩黧瓣蘩镶多,露辩黪程 等都影 响其收缫行为。 2 2 1 每滚塑糖睾肆特穗膏荚的霹潦 l + 塑料鼹穆 不瓣的褥霹毒芎秘,其收缀攀大小不弼,帮霞楚属一糕静麴秘警褪糕,不辩厂家,生 声,或畿月一厂塞生产不同批母舰同一靴慰料,其收绾帮都不样。露且由于树脂本 赛固蠢稔特瞧,嫂缭率范围蠢巍裔窄。滚2 。l 霰示了凡耱常戴夔塑糕榜精酶渡维奉 4 2 。这是因为材料性履不鄹,其p - v - t 图媳不槌同,矮热收缩就不棚同。钶的是结 藩篷勰辩,鸯翁怒菲筵磊往瓣褥,瑟谴部是鬣一结晶筏毒孝褥,冀结晶凄不露,缓鑫鬏 缝也就不同。 袭2 1常用塑料的收销率 t a b l e 2 。ls h r i n k a g eo fc o l l l l n o n p l a s t i c 2 玻璃缛维含爨 鼹榉品耱熬整料牧镶墉爨黢瑗璃终缝含爨妁苓溜蕊燮毙,擞表2 。2 。当玻璃终缎 含量增操孵,收缩率烈溅小,般热戆性挺髓蕊入2 0 煞4 0 篱稳玻璃野维,篡牧缝攀 霹辫抵1 4 i 2 。毽楚献注燮戏型安媛孛褥出,在糕滚滚动方趣上,这毒孛蠖凝死乎 不受螫 譬壁浮鹣彩确。露在与瓣流曼番鬣方随上,在壁蓐苓突豹情撬下,收缩霉陡罄 骏璃纾绻含裔黥j 饕袈嚣减套,巍薄璧数愤况下,塑 孛靛牧缭率几乎不受玻薅终缝食夯 燕弱黟嫡。 薹要塑! 笙塞! 要垄錾墅基鳖鎏篓塑塑墼塞篷蒌壅 袭2 2 几种常见热望性邀料桶线性膨胀系数、成堑收销率和敢缩留爨 t a b l e 2 2l i u e a r e x p a n de o e f f i c i e n t , s h r i n k a g ea n ds h r i n k a g e o v e r p l u so fc o m m o n t h e r m o p l a s t i cs 0 秘 es o r t so fp l a s t i c 巧_ 弱f 酉霸翳丽可琢甄露孬劳飞蘸戮嚣磊 豢 榜辩墒琏鲜臻 蒋增强增滋繇增强增强 ;疆媛一增强 2 , 2 2 葛注燮王氅条转鸯奖鹃霹素 i ,压力 注瓣藏型孛袋力毯摇注菇瑟力、爨嚣蔗力淼模楚嚣力簿。弦楚嚣素烤对鹫释黢缭 行为鸯鞠显静影蛹。摸靛笨为与收缩之澜戆关幕鲡窝2 1 鼹承。 爨蠢注瓣逛力,栽够簿氮铡菇翡羧缝率。这是毽舞疆力髦大,傻注辩速度摅燕, 充模过程船浃螽,一方褥潮鏊料髂镩静赘惦发热掰提高了溶体滠痿、减,j 、了流麓隧力, 努一方瑟还蜀戳程溶钵溪痰澎藏、漉韵隧力羧夺懿羧态下较孚进入爨嚣羚辩黔段。戈 麓对予薄鼙塑悻帮,| 、浇秘濯俸,国予冷帮速凄浼,更波漩尽嚣缝矮竞镤过程。 袋麓潍髹疆艇力饕横黢压力镶墼黪痰铡箍辫嶷,投竣撼、,戈其燕镍蘧除羧熬压 力对鬻融懿牧筑翠产生澎蛹更大。这可解释为熔融树骚搀或鹫嚣力终鬟下受要蕊缭, 箍力整离+ 发生豁蓬鳞爨越大,驻力黧豫襄熬撵髋壤复迦越夫,使褥塑静塑馋尺寸更 搬接遥戳腔尺寸,嚣魏渡缩量越,l 、 4 3 j 。 霹是,蘩壤怒对予弱一裁弱来逶,摸羧密瓣麟兹嚣力程务部分劳不一致,农注射 压力薅以佟蒲数部位帮蜜易俸臻的罄键,踞受注魅歪力瞧不一梯。 魏辩,多型腔模爨麴器摸黢疆受鍪力寝设计螺留,磷则载会产生务搂整豹铡鼬嶷 * 1 2 一 大逢理工大学硕士学位论文 壤率不致。 蒜黢如实冀矗宓,舯b 鬻2 1 筷麟嚣秀岛牧缝率乏麓懿笑系 f i 9 2 1c o n n e c t i o no f m o u l dc a v i t yp r e s sa n ds h r i n k a g e 2 漱凄 i ) 瓣瀵 瀣度对裹聚耱熔体粘嶷裔踅太影蛹。豢糖滚瀑度以上t 燕聚黪戆精度薅溺凄瓣关 系与低分子泼髂一榉,睫蓑溢痰熬羚凑,熔体熬鑫出体积增恕,分予闼翦互糨搏用力 减弱,使裔聚物豹溅渤蛙壤擞,络体濒糖鹱醚簧洹凄野枣以臻数方式降低,戮蕊在窝 聚物液塑热工中,攘麓熔体骢充骥毖力,激发是邀露犍发调繁蟾夔要手段e 拱攘避塞 鬣2 2 料祷温度露收缭攀乏阕熬关装 f i 9 2 。2c o n n e c t i o n o fm a t e r i a lc a n l s t e rt e m p e r a t u r ea n ds h r i n k a g e 无论从聚合物的结晶和墩向的机理方颐溅是根据热胀冷缔之原理,都很容易认 为;澍鑫奁舔篷帮冷龆定鍪除羧蕊浚臻盔滚髓着瀑袭舅毫嚣惩挺,艇些安骏驽缮戮 1 3 , 基予m o l d f l o w 注塑麓熬竣鳐勰德模擞实验磷巍 测葑程爱浆嫠德,黠予遮鼯薅嚣露鞋瓣器热,瓣懑署巍戳惹溶舔糕度穆会城枣,装建 时注射压力和裸聪力保持不变,则浇翻冻缩速康将会减慢,预示僳压时间延长,补缩 蕈遗臻大,密菠巍建蓄疆超,辑越收滚搴辫甄。葭皇戆分嚣胃知,精凌对予成型牧缝 的影响怒绦收缩、结晶收缩、敬向收缩和保压收缩综合作需酌结粱,如聚前面三稀牧 缭的影碗魄鞍大,裁鑫最终表现滋懿蔽缀攀襄疆饕络矮熬淦度拜巍焉增大l 摇爱,豫 压补编作翔较大时,皎编率将会隧着澈淡升高雨藏小【4 4 。鼠图2 2 中可敬看礁料温 帮牧缝率之蠢麴关系。 ( 2 ) 摸热温度 熬黧缝鎏鞋臻髂凌入墼膣嚣,释簸丈耋熬熬燕褥凝麓。不礤麓鎏麟赫耪,瓣要 模腔维持农一道强温度。在魏溉魔下,将最有稀予塑终豹箴登,瓣释成熬效率蔽离, 巍盛力黎遴篷交澎最书。模吴滋嶷是毅裁裁鑫冷瓣是羹瓣主要霞索,毫辩藏羹牧熔睾 潦澎噙主蘩表溉程浇翻冻结后粼灞脱横之祷这段过程。掰在浇霉冻结之静,模瀑升高 照有趱大热羲镶麓趋势,瞧逡i 巨楚较嚣鲍搂漫捷褥浇鞠臻结爨耨延长,嚣致邃射趱力 粕深瑟力的影确增强,斡鳙佟溺鹈爨收瓣爨均会增大。掰皴,蕊收臻怒两辩爱囱牧缭 练台 挈鬟熬缮柴,其数藏不定隧藿攘滏黪嚣舞瓣漤大。疑暴浇珏发生漆续,注射压 力秘豫纛力数影噙将会淤失,髓饕摸滋酌舞蔫,冷却定黧瞻阕亦姆延长,敬脱骥露裁 赫蔽绥零一黢都会增大。模具滠壤与牧缭搴之潮憋关畚如趣2 。3 题示。 模濑漫庭 图2 3 模濑弩收缩举和之间的关添 掰薛。3c o n n e c t i o n o f m o u l d t e m p e r a t u r e a n d s h r i n k a g e 3 。嚣潮 黢受时赫蹙描螺秆强蔼逡中疆缩熔体物瓣瓷潴模腔, 筮及缝持茂援缝懿黎聪孵闻 在痰懿这驳靖潮。 1 4 大连理王大学硕士学位论文 注射时蚓楚指注射螺移逡续搜迸;对熔燃连续援缀艇持续的对闻。在浇口封魍翦, 注瓣时闻越怒,收赣察越大,蕊虽收薅率戆变化堰度瞧越大,当注辩潜闻遮戮成越过 浇躅嬲凝凰时间这个慰剡时,即使露延长浚魁时魄,剿晶羹量和收缝肇也不辫发生变 纯,注射时间控裁与辩浚诗酶浇露簿藏关系密锈,浇翮厚凄麓够在报犬程麇主左右浇 口辫| 嬲时阃。强浇口凝封蜃。戳延长没射时间不但不辫起馋恩,反而傻生产效率降低, 甚至可能巍浇岛隧运产生装纹禧缺陷。怼予阕一鏊 警,注瓣辩闻巍、淀瓣速度决定豹, 因丽从图2 4 中的料流速度和收缩搴的关系就可知道注射时间和收缩率的之间的关 系。 像压时间越长有利予熔体朴塑压熨,塑件密度越夫,收缩率越小。当浇口凝封后, 傈掇对箭菇l 殳缩静藏,l 、不褥怒律穗,j 熏长静绦嚣簿阕衾延长残垄筏期。 在热塑性耀料注射成型中,成型制品在模腔内的冷却时间对制晶成型收缩率的影 确因穗旨耱豢、裁漂浮度、溶体温浚、穰凌澈凄耧络潞方式等不两。模其凑冷帮辩鬻 长能使收缩率减小。对于非结晶性树脂来说,冷却肘间对制晶收缩的影响不大。然丽 嚣予结磊瞧褥耱,蕊冷帮餮亨瓣过羲,缭晶褥猫充分避行,筑藏菠嵩,琏型壤禳羲会溪 大。佩是般来说,冷却时间过长,冷却可以均匀避行,巍横具内的物料得以充分固 仡瓣,软穰蠢魏蹬静麓晶尺寸与模黢足寸接避,鬻露或垂牧缓辜枣。 袋 瓣 婚 g 辩流邃魔( g s ) 1 截丽积为2 6 8 醑的测浇口; 2 一皴趣积为2 5 8 m m 2 的端娆1 :3 # 3 一鼗嚣毂为? 2 豹端巍舞; 4 一戳鬣积兔筠,5 m m 2 的臻浇叠 豳3 , 4 料流速度和收缩率之间的关系 获9 2 。4c o n n e c t i o n o fm a t e r i a lv e l o c i t yo ff l o wa n d s h r i n k a g e 。1 5 - 纂于m o l & - f l e w 滚疑越品嫂臻攘律模拟实验辑究 2 2 3 毒摸吴缭羧褥毯奏荚秘懑爨 塑件的结构也就决定了横疑成型结构,模具成形结构模腔的凇状与尺寸,挠嗣的 澎式、数鲎、谴鬟与大小,戮及模兵冷帮 或熬热) 舞鼗弱分毒。摸其袋鍪缝麴姨壤 本上决怒了充横过程中鞭料络体流动的衬治韵擦避情况岛熔绥痕的位置,以及横内冷 嚣过糕缨柬辩,注塑裂赫夔遂发分毒与浚维肇努毒。 1 浇鞠 漂黧楚蘩构澎式,尺寸帮开设建嚣簿,秘辩炼墼蔽臻搴鸯影蝻,逮辩嚣为它们都 对塑鞘熔体韵充檬流动鼹有磷黧豹影晌所致,箕中影响激大韵燕浇臼截衙积,强注射 工艺条馋一定露,浇鞠鞠藏嚣积越大,熬骞裂予匾秀麓健递,凌麓模整内筮力,并器 逡浇蠲韵凝匿时翔,浚瓣搓力和僚压蕊力静牢 懿作用将会露鼠热疆,铡龋的体强收缩 辩线】| 囊牧缀游薅之减枣。浇叠鲶开设搜鬻决定熔瓣转滚费形式,决定了鳖磐餐方巍 的莰缩行为 4 5 j 。 2 ,嵌伴竣诗 注麓稍晶中鼹金漓戳俘,虱然镌够满足秘部髂珐# 瓣求,组建对淀麓裁晶戆浚络 露匿褥 譬弱,搜翻品在贱搂蔫套廷予臻叁鼓| 芟缭凝悫,存在摸滤疆跫效应,焱嵌l 孛 淄澄,不仅隧礴辩流熬濂秘方向,密凄势布及收缩等,褥显嵌谗零赛静懑度瞧鞍低。 鼹瑟,褒注射或墅过程中,鸯设诗巍待瓣粼菇蹴一般懑伴黪牧鳞搴要小。嚣曼,如果 设计澎状过予鬣杂或尺寸过大鹈嵌 孛,还会造成整令楚传不煎缤构之鲻收缩率豹滚 瓒,出予冬令缝翰阂掇嚣难定僚灞,结构复杂熬避 孛一般耍毖缀橡篱壤靛塑 譬峻壤辜 小。 s 塑传鐾霉 一般涮鑫鞍蓐大翳帮位,冷趋缓稷,当浇1 :3 澍避对,照熟耱瓣芯都浆懑囊仍然较 麓,热察较大,程浇强瓣阚爱,蕊部冷龆收缨褥苓到蛰偿,搜欺处鳇牧练量较大。通 常在注缝或墼剃熬的澎状设计中,避免融瑷浮液夔裁较大鼹部谯褥是让注塑袋激燃燕 冬处数嚣窿尽霹自g 挺筹。瞧是,塑趱秘类不慰,壁辱慰收壤攀戆影嬲也不鄹。结鑫型 塑辩中,除了聚早醛裘蕊疆特殊熬影响方式羚,其余均隧着壁殍瓣堰趣,牧缕枣镬大。 爨孕骥耀辫当黢搏戈3 嘲黠嫂缭攀最,l 、,当壤熙小予斌大于3 嗽对,收缨率则增大。 露妇臻己蟋郓袋嚣矮翅瓣鄹照麓壁蓐的罐大,收缀率增大。对予嚣结鑫嫠塑精菠l 芟缝 攀受璧浮影骥锻小钙】。 4 。冷却系统 横疑冷搀熙鼹弱分撵,影嗡墼骏袋嚣懿激度,从霹影响注燃制品各点的冷铷速度 i 甚- 大连理工大学硕士学位论文 与烂绻过程;模黢轰麓躐离模具冷趣瓤路较邋龅缝方,受冷却奔艇载影蛾铰强,蠖此 处戆塑料熔 零冷秘海块,这一方嚣缝斑了潺度交亿黎 蕈瘸靖闯,使塑秘赡实躲瓯骞毽 与乎攒状态下的逝骞健之趣鲍嫠鼹增大,是一方强当进入模内收缝阶段雌,此她的注 黧或燮黝器袭霹滠度酲经缀低,i | 褥戳女够发生黢收缝稳寝缦小 4 7 。 模典冷却遇邀毒疑与尺寸设计直接影响蓑模具湿度分布蒡擞l 牛的冷却过攫,其设 计不受晚会影嘛成型收缩率豁渡璐,冷却浃斡酶方,铰缭率增大。盘予鬻 季形鼍跫复杂, 照厚不致,充模顺廖先蜃不同,常出敢冷却不均匀的情况,造成较大的收缩率波动, 改善这狡况,可褥冷帮承壳邋遥较麓溢度翁魏方,蓑至在冷交 j 抉酶逡方逶游承,瀵 灼地方邋冷水,迭样可减小收缩率的波动,避兔翅件产生变形开裂 4 8 。 1 7 攀予m o l d f l o w 注蛰刳赫收绩规樽搂攒安验鼹宽 3 耀襻襞梅特挺薄洼攫割燕收缭影嫡麓横掇实验 3 。l 褛羧实验霾鳇 为了研究不同形状特征的塑件收缩规律,对不问材料的同一黧件,在相同工麓参 鼗及髫裳浇舀足寸与位黉象斧下,滋葶亍了不辫绩梅褥铥交纯转塑绛麓墼蔽缕戆模接突 验研究。在研究耀件结构特征变化时,也戮考虑缩构特征对塑料熔体填充、流动、冷 都镶过程瓣影魂,遴瑟繇究鋈磐臻褥蒋铤慰英残鬣牧臻熬彩穗释塑移结构特糕变纯 时,成型收缩作用哼l 起的制晶收缩变化豹黼律。 3 。2 摸拟实验条 孛 3 2 1 模拟实验,陂用的软件m o l d f l o w 与m a t l a b 简介 1 c a e 辍佟m o l d f l o w 麓分 m o l d f l o w 公司国1 9 7 8 牮成立以采,农模拟分橱产品与设计上枣赛极好的声誉。 m o l d f l o w 与1 9 8 6 年成立瀚阉类软 串公霹c - m o l d 予2 0 0 0 年2 麓l l 西舍势慝,缀合疆蠢静 伐势为已谯市场提供更专她更鸯散的服务与支持。m o l d f l o w 公司的主要产鼎有: 龋o l d f l o wp l a s t i c sa d v i s e r s 塑餐产品及摸爨设诗静c a d 整含方案 m o l d f l o w p a r ti n s j 曲t 专业模滚分搬软件;m o l d f l o wm o l dx p e r t 运用与淀塑机及控 铡嚣鼹谤辫机赣麓分褥专家系统等。 m o l d f l o w 软件是用一谨程序通过建模,选撵食造的本| 料数搬釉预测愿力、温度、 懿切速率、努韬寝力、冷帮鞋季闻、粳一系巅蒸它结祭,整合横其耧产磊设计。g o l d f l o w 的波动分析软件( m p i f l o w ) 在功能上分为髓组;一是工芑过程,包括流动、保聪分析 翻流道乎衡:二怒前处璎稚震怒瑗,龟攒建穰( 蘸怒毽) ,分板结莱鞠蚕澎烂示移产生 报辫( 后处理) 。m 。l d f l o 软件的予程序有m a t a b ,s m o d ,f m e s h ,m f l ,f r e s ,w f i l g 和 醅f 。 1 m a t a b 是m o l d f l o w 软件的数撼库,存入了镑羊中通用魍料的烈号、规格、特性及 供应t r 商等,焉户哭要输入篱擎命令,裁可蜜密掰嚣斡数据,并蠢动形戚材籽数豢文 件,用户述可以自由加入数据霹尚洙存储的塑料名称和数榴。 2 。s m o d 子禚建:s m o d 楚生藏三缍线柩摸垄麴稷序。痿翔s m o d 生或酶模鳌可鞍“矮 分阚格”生成有戳单元,然后用三维有限元分析软件进行分析。s m o d 的输入是用命令 两不蓬蠲蕖萃方式避行的。 3 f m e s h 子程序:用于网格化任意舰则和不规则表面的程序。它可赢接从s m o d i 8 - 大连理工大学硕士学位论文 模型文件里读表面模型,同时用户可以在表面上附加单个点,并把这些点变成网格节 点。 4 m f l 子程序:m f l 是有限元流动分析程序,是m o l d f l o w 软件里的核心程序。主 要是根据s m o d 和f m e s h 中已生成的模型文件,输入有关的数据,便可进行熔体流动分 析模拟。 5 f r e s 子程序:f r e s 是用有限元模型模拟分析塑料熔体在型腔里流动时的等压、 等温、等时图的显示程序。通过子程序,把描述流动分析的结果用图形的形式直观的 表现出来。倘若流动分析的结果不理想,可返回到前面的子程序重新进行分析。如修 改模型,重设浇口形式或浇口位置等,则返回至l j s m o d 予程序;如修改网格精度,则返 回至i j f m e s h 子程序:如修改模塑条件或成型的材料,则返回蛰j m f l 子程序。 6 w f i i g 子程序:w f i i g 是用于建立二维模型模塑文件的子程序。它的图形是用 三种简单流动单元组成的,即圆管形流动、矩形缝隙流动和径向形流动。在使用w f i i g 子程序时,首先要把三维的塑件图展平,划分流动路径,把各分流段串联起来,形成 简单的流动图形。用w f i i g 生成的模塑文件直接用于m f 子程序分析,不需建立网格。 7 m f 子程序:m f 是用于二维流动分析和分支流动平衡的程序。m f 子程序可以用 于完成热流道分析。m f 子程序将分析型腔里的流动和流道系统,确定浇道尺寸,平衡 型腔里的流动,并提供最佳模塑条件。 本文应用的m o l d f l o w sm p i4 0 i 要包括流动模拟、冷却分析、翘曲分析和应力 分析程序等。m o l d f l o w sm p i 软件有两种模型可以直接用于注塑制品收缩模拟,一种 是残余应变模型;另一种是修正的残余应力模型。后者在熔体温度较低的情况下,更 能准确预测出塑件的收缩率。而另外的未修正的残余应力模型不能直接用于注塑制品 收缩模拟,可以通过对注塑制品翘曲模拟结果分析收缩状况。该公司对很多材料在改 变流动速度、保压压力、保压时间、模具温度、塑料填充时间、制品厚度等参数条件 下,测量制品收缩的大小,并根据测试结果,归纳了影响制品收缩的因素,包括体积 收缩、结晶程度、应力松弛和取向效应。 2 t l a b 软件简介 m a t l a b 是一种功能强、效率高便于进行科学和工程计算的交互式软件包。其中包 括:一般数值分析、矩阵运算、数字信号处理、建模和系统控制和优化等应用程序, 并集应用程序和图形于同一便于使用的集成环境中。m a t l a b 语言有如下特点: ( 1 ) 编程效率高; 一1 9 蕊予m o l d f l o w 京凝铡晶投蟪蠖簿搂织实验骈究 ( 2 ) 掰户馕臻方蠖; ( 3 ) 扩充能力强; ( 4 褥甸麓挚,逡溷事鬻; ( 5 ) 高效方便的瓶阵和数组运算; ( ) 方矮戆绘嚣功戆。 正闲为k a t l a b 具有强大的数稍姓理和绘图鞠髓,掰魏可澈尝试选糟m a t l a b 语言作 为鼗鬟焚壤与嫠绫绘耧豹王翼 4 9 - 5 0 。 3 2 。2 模拟实验巾斑带的涟鳖材料性畿简介 骥搴薮嶷验中为了憝够浚翳结褥特聪注婆戴墼过程砖其竣缭嚣灸魏影嫡,分爨选 用了结品性、流动性、戳向难蓊程度簿备不相同的几稀常用材料聚丙稀( p p ) 、聚酰 黢( 麓麓6 6 ,p a 6 6 ) 、a b s 霸聚苯己游( 憨) 之阕逡孬麓:凌。箕各耱零搴麓瞧辘暴露 如下。 i 。跨穆褥 、 聚简烯( p o l y p r o p y l e n e ,p p ) 燕南聚丙烯雄伟聚裔褥成晌筒分予聚合杨,属于 爨曩蘩樾弑。绶黟羹褒警瀛载辩麓方式鼹蚕嚣,澎黢了簿蕊、灏溅纛嚣攥三鬟l 不溺立 体结构韵聚蔼浠。作为避料使用韵多为簿凝聚磷稀,簿黼度为9 0 9 5 。 蘩嚣矮奁蕊歉毒爰态下翡浚交瞧,接近予孛读漉诲。聚嚣灏渗终表蕊糕凄蕤裁滏度 黼变纯不如剪切运率稍巍,努仞遮率每增船三个数量缀,箕糕魔几乎下降一半。聚丙 海戆嚣葫整擐好,滏逸爨麓0 ,0 3 黼萎衰,蝰搭攒数在l l o g l o m i n 瓣缀裂均爨金子 注塑。混度和蕊力对聚谢烯的流渤性都商很大豹影嫡,聚丙烯静流蘩 燕随着戒受瀣度 灏注菇艨力熬蘧大瑟漤大,箕孛注瓣嚣力游影硪燹势赞攫。 聚两烯献注射温寝降至蜜溢对,体襁牧缩较大,联就聚嚣烯静戚烈收缩率较大 ( i 磊2 + 5 莲) ,驻其煮务爨雾性,磐露袭占毒蒽竣缝率l 瓣1 5 熬螽浚缝。藏型毅缓 率的大小与树膳髓能、注射王慧参数、黼蒹璧蓐及是橙离染辩存在等戳繁有美。程注 塑过程中,毪往滚震较麓翡注魏莲力,激耱变物鹳在究攘黠赘冷帮效应绘流动瞧带来 的不利影编。 爨嚣瀑黧予缝螽嫠聚金渤,其婆鑫度莓逸5 0 和7 0 ,荬爨樱与嚣鼹攘密岌嫠毒, 游诧聚西烯割器逶弱往好,显瀵锈度淹蟹结鑫廉下降褥增嬲。聚霭烯在浚塑靖,赫发 生分子凝凌,戈茭是谯甄漫藏逡注鼓辩爨荔发象。 聚掰浠络体撵住大鼠冷帮凝嗣遮藏茯,荔产篷蠹疯老。辫她,浇注系绞秘冷瘁蓉 绞应缓雩曼教热,健其冷蠲速嫠不致太攘,势淀懑控镂戏壁瀑震。 。2 8 。 大连璃工大学礤士学位论文 聚嚣蝣毒考料卷熙懿注塑王扰条转零鲢卜v 一 越线怒努剐为装3 ,l 秘躐3 ,l 表3 1 辨的没塑工雹煞转 t a b l e 3 1 r e c h n i e s 酣擎p 工艺祭数蠖 梳篱滚菠,嚣帮 中群 魏部 喷磴漆麓 模其湍麓 注射鹾为m 娩 注射时间s 冷却时阐,s 臻抒速度( :r s l i i t ) 1 m 8 日f :秘 l i t3 1p p 材料的p v t 关系 秘鳐,1 争擎曩c o n n e c t i o no fp p 2 ,p a 6 6 褪秘 聚酰胺( p o l y a m i d e ,p a ) 俗称尾忿,燕一稀禽衬许多熏笈酰胺落团的线整燕澄 注缝菇耱秘。宅可密嚣耪零舔( 二元黢粒二炎酸) 绩念惹蔽,或者由鬣萋酸聪承藏魂 酰胺薄聚合雨褥。根据= 元胺嗣二元黢虢碳愿子数,踟两种荤体合减酾聚酰麟商:蠲、 5 1 0 、6 1 2 、6 1 3 、1 0 1 0 、1 3 1 3 餐。 p a 6 6 为结晶僚材辩,鹭温度超避熔煮羼,其髂体粘度较小,溶秫粘凄对溢度和 基力鼗话爨魄较载戆,箕孝疆度影鹣爨装显甍。p , 6 6 翡滚麓链授葑,激速蕊炎g ,0 2 羲 l ! 左右,影响箕熔体流渤往的主簧蠢索肖聚合物粘整、注莉逛力、物料濑凄、模其温度 窝浇翔足寸等。 随着溶体在垄艟内翡冷却,就会结晶笄产焦较大的浚缩,因诧p a 6 6 豹戏蓬枝缩 辜较大,登方弱毪疆鼹,藩轰辫凳鑫犍是彰嫡残壁毂终率翁主要辫褰。p a 6 0 魏终晶 度的大,j 、取决予溶体躺冷却逮率霸树膳静分子曩,一般在2 隔3 潞之闯。p a 6 6 热软 毙瀑鹱莲交誉,毒骤漫鹣熔点。p a 6 6 孝喜瓣黥注羹工麓条黪葶叠p 叫一t 关系强分裂为袭 3 2 犟蚕图3 2 。 p a 6 0 燕怒楚羹懿孛壤藏强度簸麓,鬣弱蕊广靛赫耱。英箍鑫毽强,鼓爨链、硬 度w 辩热性都商,藩鼹强度较黧箍6 稍游龙0 1 0 太, 慕摩擦性、瓣痰力开戮葭好,戈其 是对爨壤蜜畿,为剩熬鋈瓣菠乡毒。 。2 1 0 o o 8 0 3 争 e l 2 2 p 0 0 o 融弘k融埔棚6谚蚤 6 8 o轻o好0嚣 l 1 2 l 2 7 2 2 萋于m o l o l b o w 注塑制品收嫡靓簿摸拯实验研究 裹3 , 2p a 6 6 鲑疰辫工艺条谗 t a b l e 3 。2t e c h n i c so f p a 6 6 礁器pa66 一连壁篓娄辇 整囊塞 一 蓑堑垂 制品厚艘 ( 33 - 6( 33 6 嘲3 2p a 6 6 材料的p - v - t 关系 掰9 3 t z p - v - tc o n n e c t | o no f p a 6 6 3 。a b s 越趣 a b s ( a c r y l o n i t r i i e - b u t a d i e n e s t y r e n e ) 塑料,裕称高度币碎胶,是雨稀腈、 丁二烯朝苯乙烯的共混物或三冤共聚

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