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鼠标外壳注塑模的设计【说明书+CAD】,鼠标,外壳,注塑,设计,说明书,CAD
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南昌航空大学科技学院学士学位论文 当涉及到型腔的方形平板和排管道时气体辅助注塑成型的流向分析1 .理论流动模型及其准则Kwang-Hee LimDepartment of Chemical Engineering, Daegu University, Kyungsan, Kyungbook 712-714, Korea (Received 28 February 2004 . accepted 7 August 2004)摘要：在这样一个复杂的情况下，由于型腔的两方板连接至型腔组成的四个同样长度和不同直径管道以串联和并联方式连接，其抗药性的型腔的两方板应结合管道，以确定气体辅助注塑成型的气体的方向 。在该流模型的牛顿流体先前提议下扇形几何包括相对薄腔两方板时和。不过，有人可能会经常遇到的问题是比较厚的扇形腔两方板在可能是和其中之一。该法则包括第一阶近似流模型由摄动技术引入显示，在定性方式中，根据前列几何学，阻力对厚腔的两方板有没可能影响气体方向气辅注塑。随后，在各种模拟演示下，除了直径的管道，各方面条件的型腔的两方板和管道固定。模拟结果进行比较，结果的经验法则（RT1）载有近似流模型，而那些在另一法则（RT2）的厚腔的两方板相对无阻力。模拟的结果大体上是一致的，前者在定性的方式下来确定气体的方向气体辅助注射成型，即使一个比较大的值0.36也应作为值来形容相对厚腔的两方板。此外，型腔的管道和流道参与配置时的情况处理。该法则用于初始速度的比例，和在第一次变化时重新计算直径的比例，与模拟结果是相对一致的。关键词：气体辅助注塑成型，经验法则，首选方向的气体，最小阻力，初步树脂速度引言在气体辅助注塑成型（气辅注塑）过程中 ，应先计算气体的流动方向。如果气体在一个错误的方向发展，许多问题有可能发生，包括一种现象打击和另一种现象渗透到薄壁地区 。如果气体没有进入到那里，这是预期的一个问题，叫缩水现象。控制气体的方向是最关键的问题之一在各个技术方面。 许多研究者Chen，1995；Khayat et al.，1995；Chen et al，1996a，b；Gao et al.，1997；Shen，1997，2001；Parvez et al.，2002调查初级和中级气体的普及程度，在气辅注塑中气液界面和聚合物熔体的前沿方面。Chen 1995 实验的调查，在实验研究和数值模拟中气辅注塑的螺旋管中二手气体普及率。khayat1995的模拟主要是气体穿透阶段的气辅注塑过程中使用欧拉边界元法。Chen et al, 1996a，b 中，研究气体和熔体流动对气辅注塑影响，对设计薄板/斜支架部分与气道与数值模拟中采用控制体积/有限元法。Gao et al, 1997 制定了一个数学模型，能够预测气体穿透使用多注气单位。Shen 1997 开发的模型在气辅注塑中预测气液界面和聚合物熔体前沿的广义牛顿流体。后来Chen 2001 研制出一种算法的商业软件来预测聚合物熔体前沿，气体层和固体层气辅注塑。Pavrez et al, 2002 进行了计算机模拟,在气辅注塑过程中使用的模具流与商业软件其结果进行了比较，与实验结果相吻合。然而，他们的做法不能被视为一条经验法则，但是在气辅注塑中数值模拟演示中，利用控制体积/有限元法或边界元法，却很接近了商业软件的道路。这是一个众所周知的经验法则，先决条件为气体流量，是存在的一项填补地区或短期开枪的时刻注气。气去的方向上树脂填补区 ，是许多气辅注塑工程师和模具/部分设计师的一件很平常的声明。一旦这项填补地区是存在的，气体流量就会朝此方向发展。但是，当一个以上的地区存在时，模具设计工程师利用气辅注塑技术填补树脂。商业软件的气辅注塑（例如，模具流） ，可用于它的模具设计以确定向那个方向的气体。不过，商业软件一般昂贵，而且有时是很难熟悉的词汇。本文的目标是提出一个经验法则来预测气体方向气辅注塑重要的信息。当存在一个以上的未填充区域和这些通路的竞争方向的气体，人们一直相信，气体首选方向的阻力最小。换言之，在注射阶段，气体通常需最小的方向流动阻力，以赶上与熔体前沿Chen et al，1996a ，b 。因此，“气流动的方向阻力最小”已成为气辅注塑专家的另一种较常见的声明。该经验法则的气体流量为气辅注塑已被调查Lim and Soh，1999； Soh， 2000； Soh and Lim，2002； Lim and Lee，2003；Lim，2004a，b；Lim and Hong，2004；仿真软件已被用来验证气体方向的预测。Soh 2000 根据压力降的要求，为抵抗气体方向，用压差要求作为一个变量，使抵抗的气体流量成正比，保持速度，使得两边一致。经比较压力下降的双方，气体方向使预测到的一边气压下降。在复杂的形势下，这种方法是难以适用的。Lim和Soh 1999 假定压力的区别，气体注射点和适当的宣泄地区在双方保存完好的模具是平等的。因此，压力下降时，双方都等同比较热阻和预测天然气方向发展。如果阻力在句中气体流动的方向阻力最小 ，是流动阻力利率，这一说法并不总是正确的。在气辅注塑中预测的气流方向，流动阻力利率不能是一个标准。Soh 2000 定性认为处理的特殊情形时，根据几何这两个同组不同的管道在一系列位于平行相连，使抗流率为双方造成同一流量。Soh和Lim 2002 建议阻力的定义，根据最简单的几何形状，两个不同的管道连接在一个连接点，以速度来预测天然气的首选方向。但是，如果有复杂几何形状的参与，改变融化树脂的速度是不可避免的。因此，作为一个经验法则，一个较精密的定义，抗性速度应该建立起来。在这种复杂形势下，作为流道或厚腔的两方板连接至型腔组成的相同长度和不同直径四个管道连接串联和并联，Lim和Lee 2003 提出了发展观的一个标准，根据最近的几何学，预测中气辅注塑的气体流动方向由于阻力的管道初始速度的聚合物熔体到达气体注射点。Lee 2004 为稳流通过一个普通扇形腔形成的两平行平板提出了一个新的方程来描述压降要求。然后定义产生抗性的初始速度，提出了作为一个经验法则，采用所建议的经验法则比较仿真结果由这样的一个商业软件作为模具流与那些处理方向的气体流量。Lee和Hong2004 首先表示建模代数对气辅注塑过程中所使用的两个质量平衡的树脂，在审议包覆层包括冻结层和流体力学层留下近模壁和方程描述压力降的要求，以预测时间依赖的长度气体穿透之间的气体注射点和流道气液界面。Lee 2004 运用模型对气辅注塑过程各种几何形状的模腔，包括两个方形平板以及一个集管道， Lee和Hong 2004 先前所建议。图 1 流通过小组之间的领域扇形几何,熔融聚合物液体送入模具在压力下和流出模具的在压力下。在本文中，根据Lim和Lee 2003 查处一起的预测几何表示，作者应结合起来阻力腔的两方板与管道，以确定气体的方向。在流量模型的牛顿流体先前提议下扇形几何包括相对薄腔的两方板时和 Lim，1999，2004a 。不过，有人可能会经常遇到的问题是比较厚腔之间的两方板在的和是其中之一。对于这些条件，根据前面，几何及模拟结果应与经验法则的结果，为双方的条件第一阶近似流模型和首要法则应引入查看是否有抵抗的比较厚腔的两方板，可能会影响气体方向气辅注塑。方法1 理论不可压流体，连续性方程在圆柱坐标变为： (1)当假定为零速度。忽略重力,动量方程为牛顿流体，就变成： （2） （3）为了比较每任期环境质量的标准大小顺序, （1）至（3）,一个可能使这些方程因次。作为压力扇形几何的特征（图一），平衡力间（随机选择的和）和，可近似表达为： （4）是顶角的扇面形径向流，而不仅平均速度的和，而且表示速度特性研发方向。在图1，对应的压力在气体辅助注塑成型起主导作用的熔体相阵线和底模具适当的排气面积，微不足道的假定到，使。因此情商（4）可减少到： （5）设置作为，变成 也就是 。因此，特征压力，可能被设置为，令无维的压力P变成这种方式。进一步因次变量是： 和其被选定为和是被定为然后提供连续性和动量方程进入无维的形式如下： （6） （7） （8）当和是相同的命令或少于0（ 1 ） ，而忽略了最终的影响，双方在方向上，在常规注塑成型中该行为流动间扇形板，可视为部分的两整轮板之间径向流。当和根据扇形几何牛顿流体的流量模型先前被提议Lim, 1999,2004a。在另一方面，和可能改成小参数，当是该指令的一个时。因此，公式（7）和（8）可能减少到稳定的状态方程为： （9） （10）除了，和可能被作为摄动技术而使用，在条件下为： （11） （12） （13）公式（11）到（13）可代入公式（9）到（10）中。那么那些方程及其边界条件，在和时，根据每任期两个方程该程序的规模，可加以整理。1）0（1）： （14） （15）B.C.: 2)0： （16） （17）B.C.：适当的解决方案的公式（14）及（15）可能被导出，如先前导出在Lim 1999, 2004a中,如下： （18） （19）那么，压力分布0（1）变成： （20）而以公式（19）和（20）分别变成公式（16）和（17），有人可以得到一套类似的偏微分方程为0 ，或0（1）如下： （21） （22）B.C.：因此，0（）的解变为： (23a) (23b)那么，0（）的压力分布变成： （24）因此，可以得到以下的解决办法截断条件小于或等于0（）： （25） （26） （27a）和是0（1）。因此，压力分布可第一阶近似忽略0（）到（ 27a），因为： （27b）而压力和是分别在和下产生的。流速剖面也可逼近至一阶为： （28）当和是0（1）时。图2a 腔组成的两个管道，管1和管2 ，连接平行。厚腔的两方平板（ SFP模块） ，是隶属，各自表述这些管道。长度，深度和宽度的一腔间的SFP分别为20mm,12 mm和40mm。图2b 腔组成的两个管道，管1和管2 ，连接平行。在左侧的这些分支管道的流道是更换了厚厚腔的两方板提供树脂，作为双方的管道。 结合，从公式（ 28 ）随Z ，表达熔体相流率（Q ）的公式（29），得到： （29） ：平均速度熔体两相流公式（ 29 ） ，可重新安排为： （30）当和是0（1）时。其中一个可能经常遇到的问题，扇形腔两方板在约为而非限制条件和其中之一。公式（28），（29）和（30）在无重大错误的问题扇形几何的情况下，不仅 ，而且是偶数周围符合条件的 。2 阻力异构几何图2a和2b显示腔组成的两个管道，管1和管2 ，并联起来。相对厚型腔的两个面积各自表述这些输送管道图在2a中。左侧相对厚腔的两方板改为两个流道在图2b中。管1组成的管11和管道连接12个系列，和管道输送2组成的管21和管22 。这四个管道具有相同的长度，并可能或可能不会有同样的直径。聚合物和气体注射点设在该中心的接待方的一个比较厚腔两方板在左边。管一侧上侧和管道输送的材料二是在较低的一方。在本文中标11和12分别代表第一管道和第二管道左边上侧，标21和22分别代表第一管道和第二管道左边下侧。2-1建议阻力定义定义中的阻力可能是发达国家和建议予以时，作为抵抗至初始速度的聚合物熔体在最近的几何学到达气体注射点，而流动阻力率为先前定义为r Lim and Lee，2003 。因此，建议抵抗的稳态流的牛顿液体按照下列几何，可重新安排如下。2.2-2建议阻力为四个管道 （31） （32）而 （33） （34）因此， （35）2-3建议阻力为腔间的两个SFP公式（30）可转化成表格，其中包括速度（），而不是流速（Q），在一半以上的距离，初步领先的熔体前沿。然后建议抵抗的稳态流的牛顿液体下扇形几何，可重新安排如下:而 （36）如果和是0（1）。2-4建议的经验法则下的几何组成的一个洞两SFP和四个管道有人可能认为顶角的扇形路径燃气普及率，可分为两个部分为上层和下层。每一方顶角有可能成为。流速（）为上侧，可以说是与初始速度的熔融树脂一半的距离，初步领先熔体前沿为： （37）压差下条件下结合几何形状，可表示为： （38）而，如果和是0（1）。压差下结合几何形状，可表示为： （39） （40） （41）表1 模具流的仿真条件模拟因子描述填充树脂短射成型（85-95%）气体控制总量控制指标树脂PET (DP400)树脂熔融温度210模具温度100注气压力150M 帕斯卡尔气体延迟时间0.5秒气体活塞时间1秒3 模拟与模型预测模拟和模型预测结果，根据几何组成两个管道（管1和管2 ）连接的并行以及两个相对厚腔之间的两方平面板（ SFP模块），各自表述他们所显示的图2a。最初的聚合物切断，完全填补型腔的管道1和管道2 （中心） ，以及左边（聚合物/气体喷嘴方）腔间的SFP 。在另一方面有腔间的SFP部分填补的85-90 与熔融树脂短期一枪。长度，深度和宽度的一腔间的SFP值分别是20mm，12mm，40mm。管1和管2组成的两个相同或不同的管道，分别是是50mm长。两端管1和管2分别连接到左和右腔间的SFP 。连接点之间的管道和腔间的SFP均位于该中心的第1和第2次一半的空腔的宽度。该顶角（）的扇形腔最初保持在这个值，在初始阶段气体穿透。因此，价值顶角（）被选为适用于该建议的经验法则或流模型。此外，模拟与模型的预测结果，根据几何组成两个管道（管1和管2 ）并联起来，也是一个流道和一个比较厚腔附左边刻度和RHS，分别所示图2a。仿真条件同时正（如表1）给出了商业软件的模具流（版本的MPI 4.1 ） ，在表2和表3 中，是用来执行该模拟个案显示。表2和表3显示的几何条件坐落当腔的管道（中心） ，以及两腔间的SFP （左和右）和型腔的管道（中心） ，一个流道也是一个腔间的SFP（右）参与了这一设定，分别在图2a和图2b。在表2和表3中各管直径多样，从2mm到10mm。表2和表3每个例子树脂填充体积比在聚合物关闭时选为85-95之间，以避免喷嘴在阶段中的注气。表4显示纲号码值量为各种价值观的直径管（长为100mm），属该腔的两个SPF，其中的标准符合条件是和围绕的条件是，以满足公式（38），即使较小，成为较大规模。表2 各种几何条件的管道，由于在图2a例子图35mm6mm4mm图45mm8mm4mm图55mm10mm4mm图65mm2mm8mm图75mm4mm8mm图85mm5mm4.5mm图94.5mm5mm4.5mm图104.5mm7.5mm5mm图116mm5.5mm6mm表3 各种几何条件的流道管道和管道，因为在图2b例子图123mm3mm5mm8mm4mm图133mm3mm5mm10mm4mm图143mm3mm5mm2mm8mm图153mm3mm5mm4mm8mm图163mm3mm5mm4.2mm8mm图173mm3mm5mm7mm4.5mm图183mm3mm5mm8mm4.5mm图193mm3mm5mm9mm4.5mm表4 钢号的价值D(mm)L(mm)(m/s)21000.00390.000100.1460531000.01980.000530.1460541000.06240.001660.1460551000.151690.004040.1460561000.312250.008330.1460571000.571640.015240.1460581000.957830.025540.1460591001.495510.039880.14605101002.201840.058720.14605l ，和的价值分别为1mm，12mm ，20mm。l 公式（38）中的每个值以计算，假设粘度270 pa/s图3 管11 直径为5mm和长度为50mm，连接管道12直径为5mm，长度50mm。管21直径6mm和长度50mm连接在同系列管22直径为4mm，长度50mm。图4 几何形状是一样的图3除了管道21直径长8mm。有限元法（ FEM ）通过模拟中心（管道）和左，右两侧（个SFP ） ，仿照线性元素和三角元素分别在图2a环境中的模具流（版本的MPI 4.1 ）。类似的方式如在图2b，有限元法（ FEM ）获得通过模拟中心（管道），左（流道）和右边（个SFP ） ，分别仿照线元素，线元素和三角元素。表5 比较仿真结果并提出首要法则（RT1和RT2 ）例子RT1RT2流动方向（仿真结果）图31.46（）2.11（）高图41.30（）3.32（）高图51.25（）5.01（）高图619.57（）3.13（）高图71.29（）0.83（）底图81.26（）1.26（）高图90.83（）底图100.39（）底图111.21 （）（）高l RT1和RT2的结果是分别从公式（39）和（35）提出的经验法则。l ，和H的价值观分别是1mm， 20mm和12mm。l “O”和“X”分别表示“正确”和“不正确”。l C的标在表5中代表其电阻比例非常接近。结果与讨论1 有溶洞的管道和厚板参与配置形势正如图2a 在上侧管11长度为50mm，连接管12具有相同的直径和长度，同时由于管11在下侧，管21长度为50mm，连接串联管22同样长度为50mm。应用管道的直径如表2所示。考虑下列情形：树脂液在稳定状态下流向的右边。从图3到10公式（39）的经验法则用来获取的价值比率（RT1）的初步树脂径向速度在上下侧配置。同样，公式（35）的经验法则用来评价比例的初始轴向速度为RT2。因此RT1可能用来作为标准，以确定气体流量之间向上层管道并降低管道，RT2可能被用来确定气体的流动速度之间的内上管道和里面下管道。表5提供了从图3到图11的RT1和RT2的值。模拟的结果一般都符合前者，除了图7 在一个定性的方法上来确定气体辅助注塑成型的气体方向，即使一个比较大的值0.36应用作为值来形容一个比较厚腔的两方板。一个可观察到气体流动稍快或慢，在上侧的腔两个SFP比在较低的一方为图3，4， 5， 8和11或图 9和10分别在那里的值RT1接近1.0 。不过，气体方向初步认定的一面在图6，如果气体流量大于上侧值RT1成为19.57 。不过，这可以说气体流量稍快或慢，在管1比在较低管21如图 3，4，5，6，8和11或图 7 ，分别是流动方向的预测，根据RT2值见表5 。在特殊情况下，RT1是不符合的仿真结果（即流动方向）在案子图7，虽然RT2在案子图9和10中并不一致。这可能是一般的解释，图7 ，由于该气体可能不会流向管侧如果气体进入较早流量减慢，在管的另一边；和图9和10，由于该气体可能有流向管道的副作用如果气体进入较早，即使在这些管中气体流量稍慢。因此，这样一个发达的模式，时间依赖的模式是须说明瞬态行为之间的接气相和树脂阶段，其中在本文的第2部分处理。表5 几何形状是一样的图3除了管21的直径是10mm。表6 管11 直径为5mm和长度为50mm，连接管道12直径为5mm，长度50mm。管 21直径2mm，长度50mm，连接在同系列管22一个直径8mm，长度50mm。表7 几何形状是一样的图6除直径管道21长4mm。表8 管11 直径5mm，长度50mm，连接管道12直径为5mm，长度50mm。管21直径为5mm和长度为50mm，连接在同系列管22直径为4.5mm，长度为50mm。表9 几何形状是一样的图8除直径管道1是4.5mm。图10 管11 ，直径4.5mm和长度50mm，连接管道12直径4.5mm且长度为50mm。管21与直径7.5mm和长度50mm，连接在同系列管22一个直径5mm，长度50mm。图11 管11 ，直径6mm和长度50mm，连接管道12直径6mm且长度为50mm。管21一个直径为5.5mm，长度50mm，连接在同系列管22一个直径600mm，长度为50mm。图12 几何相似图4 而不是一厚腔的两方板，分枝流道直径3mm，附加在左边树脂管道的上侧和下侧。图13 几何相似图5 而不是一厚腔的两方板，分枝流道直径3mm，附加在左边树脂管道的上侧和下侧。图14 几何相似图6而不是一厚腔的两方板，分枝流道直径3mm，是附加在左边树脂管道的上侧和下侧。图15 几何相似图7 而不是一厚腔的两方板，分枝流道直径3mm，是附加在左边树脂管道道的上侧和下侧。图16 几何相似图7除直径管21是4.2mm而不是一厚腔的两方板，分枝流道直径3mm，是附加在左边树脂管道的上侧和下侧。图17 几何相似图8除直径管道21 是7mm而不是一厚腔的两方板，分枝流道直径3mm，是附加在左边树脂管道上午上侧和下侧。图18 几何相似图8除直径管道21 是8mm而不是一厚腔的两方板，分枝流道直径3mm，是附加在左边树脂管道的上侧和下侧。图19 几何相似图8除直径管道21日是9mm。而不是一厚腔的两方板，分枝流道直径3mm，是附加在左边树脂管道的上侧和下侧。2 有溶的管道型腔和流道参与配置时的情况图2显示腔组成的两个管道，管1和管2 ，并联起来。在左侧的这些管的厚腔的两方板以双方的管道换成分支流道交付树脂。长度（ L1 ）和直径（ D1）的流道，在上侧的管道是51mm和3mm。同样的几何条件是提出申请，要求流道在较低一侧管道。这里首要（）是指流道连接到管道。在这种情况下，气体已选择首选方向为管道1和管道2之间在分界点的流道或气体注射点处。因此速度的两个方向在这个分界点应加以比较。应用直径的管道和流道给出，见表3。公式（ 35 ）的法则已被修改，包括流道效果，并用来评价初步轴向速度在（ RT ）上侧和下侧的关系的比例值。表6提供的值逆转录为图 12至19。值的逆转录最终证明了结果相一致的模拟图12至14。然而，价值观的逆转录并不一致，与模拟结果（即流动方向）相比较，在例子图 15至19在那里，他们都非常接近。自从值逆转录获得基于最初的速度在两边的流动方向，气体流量可能得到扭转，根据其余电阻双方，值逆转录非常接近Lim and Lee, 2003。因此，该比率的初始速度应重新计算最先改变的，直径双方（即和），以取得该纠正的比例初始速度（CRT）的在表6中，值的RT十分接近一致。因此，值的 CRT被认为只有值的RT接近一致。流动方向的预测根据该值的CRT与模拟的结果是一致的（模具流）。结论 一个可能经常遇到的问题是比较厚的扇形腔两方板在大约是和的其中之一。对于这些条件首要法则含第一阶近似流模型介绍显示，在定性方式根据上述几何，阻力相对厚腔的两方板可能会影响气体方向气辅注塑。随后，各种模拟演示的条件下，除了直径的管道，所有尺寸的腔的两方板和管固定，和仿真结果进行比较，结果法则（RT1）载有近似流模型，以及那些在另一法则（RT2），厚腔的两方板相对无阻力。RT1可能被用来作为标准，以确定气体流量之间提前向上层管道，降低管道，RT2可能用来确定气体的流动速度之间的内上管道和内下管道。与前一个定性方式模拟的结果想比较大体上是一致的，确定气体辅助注塑成型的气体方向，即使一个比较大的值0.36用作值来形容一个比较厚腔两方板。也有一些例外的情况即RT1或RT2与模拟结果（即,;流动方向）并不一致。这两种情况下，如果气体进入较早气体流量减慢，可能被解释为这气体不会流向管侧。在管道的另一边，如果气体进入较早，即使在这些管道气体流量有点慢，可以解释为气体流向管道的副作用。因此，这种发展模式，随着时间依赖性模型须说明瞬态行为之间的接气相和树脂阶段，其中将在本文第2部分处理。此外，复杂形势时型腔的管道和流道型腔参与这一配置的处理。该法则用于比例的初始速度，要重新计算在首次变化的直径的比例与模拟结果是一致的。参考文献1Chen, S.-C., Cheng, N.-T. and Hsu, K.-S., “Simulations and Verification of the Secondary Gas Penetration in a Gas Assisted Injection Molded Spiral Tube,” International Communications in Heat and Mass Transfer., 22, 319 (1995).2Chen, S.-C., Cheng, N.-T. and Hsu, K.-S., “Simulations of Gas Penetration in Thin Plates Designed with a Semicircular Gas Channel During Gas Assisted Injection Molding,” Int. 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