2345 常用小五金零件手柄套的三維參數(shù)化建模及模具設(shè)計(jì)

2345 常用小五金零件手柄套的三維參數(shù)化建模及模具設(shè)計(jì),常用,經(jīng)常使用,小五金,零件,手柄,三維,參數(shù),建模,模具設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 外文資料翻譯系 別 機(jī)電信息系 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 班 級 B070203 姓 名 吳劉興 學(xué) 號_ B07020322_______ 外文出處 National Tsing-Hua University, HsinChu, Taiwan 30043, ROC 附 件 1. 原文； 2. 譯文 2011年 3月 15日使用三維方法對注射模模具進(jìn)行完整的數(shù)字建模Wen-Hsien Yang*Allen Peng, Louis Liu and David C.HsuCoreTech System Co.,Ltd., HsinChu, Taiwan, ROCRong-Yeu Chang National Tsing-Hua University, HsinChu, Taiwan 30043, ROC摘要對注射模具三維建模的應(yīng)用在最近幾年非常流行。然而，根據(jù)實(shí)體模具的統(tǒng)一計(jì)算機(jī)輔助分析來對模具進(jìn)行預(yù)想，并且由于數(shù)值和硬件的限制注射模具部分的變形，很少在文獻(xiàn)里介紹，但這篇文章中，一個(gè)真實(shí)完整的三維建模方法對模擬注射模具的澆注、充滿和冷卻階段，以及注射后的變形部分是很先進(jìn)的。在相同的固體模型里所有的建模都能進(jìn)行，包括型腔和型芯用不同的實(shí)體布局篩選，由于這個(gè)建議有很高的效率，于是一個(gè)典型的完整三維分析部分里的成百上千的元件用普通電腦在一天的時(shí)間里完成，幾個(gè)數(shù)字建模的例子被報(bào)導(dǎo)說明了現(xiàn)在模型的成功。引言注射模可以劃分為幾個(gè)階段，其中包括填充、充滿和冷卻。這些階段影響著尺寸、精度和注射之后的模具的部分成型。在澆注階段，熱聚合物融化再通過外界壓力注射到型腔。之后型腔完全注射階段。熱的聚合物額外的融化聚合物在高壓下注入型腔來補(bǔ)償聚合物的體積收縮，通常一點(diǎn)澆口冷卻，則注射階段停止并且冷卻階段開始，在冷卻階段，聚合物進(jìn)一步冷卻，直到預(yù)先調(diào)整好的溫度為止，這部分就注射完成。計(jì)算機(jī)輔助已經(jīng)被廣泛的使用并發(fā)展成為零件和模具設(shè)計(jì)者的一種重要的工具，設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)的過程是在模具制作之前在電腦上的真實(shí)組建，在這種方法下，潛在的缺點(diǎn)被識出和消除再設(shè)計(jì)階段，另一方面，設(shè)計(jì)能被改良甚至別優(yōu)化通過模擬的結(jié)果，這使得同時(shí)進(jìn)行的工程用最合算的方法開展，伴隨著硬件和理論建模的進(jìn)步，現(xiàn)在很可能成功的用模擬注射模的制造過程來模擬現(xiàn)實(shí)中的現(xiàn)象。習(xí)慣講 2.5 維的計(jì)算機(jī)不住分析通常使用與模擬直射模的過程。然而，用2.5 維對模具進(jìn)行簡化內(nèi)在的分析，不僅能減小預(yù)測的精確度，而且能節(jié)省時(shí)間對有限元模型的設(shè)計(jì)。按照這種理論，近幾年來真正的三維模擬模型變得越來越流行，然而，根據(jù)實(shí)體模具的統(tǒng)一計(jì)算機(jī)輔助分析來對模具進(jìn)行預(yù)想，并且由于數(shù)值和硬件的限制注射模具部分的變形，很少在文獻(xiàn)里介紹，但這篇文章中，一個(gè)真實(shí)完整的三維建模方法對模擬注射模具的澆注、充滿和冷卻階段，以及注射后的變形部分是很先進(jìn)的。在相同的固體模型里所有的建模都能進(jìn)行，包括型腔和型芯用不同的實(shí)體布局篩選?？刂破胶鉂沧㈦A段：熔融的聚合物符合牛頓流體概論，因此，非等溫的三維流向能通過下面表達(dá)式描述：?ρ/ ? t+▽?ρu=0 （1）?（ρu） / ? t+▽?（ρuu－σ）=ρ g （2）σ=﹣pI﹢η(▽u+▽u T) （3）ρC p(?T/ ? t+u▽T)= ▽(k▽T)+ ηγ 2 （4）u —速度矢量 T—溫度 t—時(shí)間 p—壓強(qiáng)σ—總壓力張量 ρ— 密度 η—黏度 k—熱傳導(dǎo)率Cp —特定的熱 γ—剪切率在這些條件里參照阿列紐斯溫度描述的熔融聚合物的黏性：η（T，γ）=η 0(T)/1+（η 0γ/τ） 1-n （5）η 0（T）=BExp（T b/T） （6）n—法向力的指數(shù) η 0—零剪黏性 τ—描述零剪切率和弧形法向力f—部分體積的前面流動痕跡 f=0 是空氣階段 f=1 是熔融聚合物階段 0bls冷卻階段：在澆注冷卻過程中，一個(gè)三維的循環(huán)的瞬時(shí)熱量傳導(dǎo)問題伴隨著對流的邊界條件，在冷卻通道和模具底座表面，總體上的熱量傳送現(xiàn)象被泊松分布所控制ρC p ?T/ ? t=k(?2T/ ?x2 + ?2 T/ ?y2 + ?2T/ ?z2)T—溫度 t—時(shí)間 x、y、z—笛卡爾坐標(biāo) p—密度CP—特定熱量 k—熱量的傳導(dǎo)率 此等式適用于兩個(gè)模具底座和塑料部件再熱特性方面的修正。因?yàn)槟＞叩臏囟仁侵芷谛圆▌拥?，所以我們關(guān)心的是不切實(shí)際的模具溫度變化這種平均循環(huán)原理在傳統(tǒng)注塑冷卻分析方面是一個(gè)很重要的概念，為了減少重復(fù)帶入次數(shù)的完全暫態(tài)過程，我們還會介紹用于計(jì)算機(jī)模具溫度，并且解決模具底座循環(huán)溫度分布的穩(wěn)態(tài)拉普拉斯方程：km (?2T/ ?x2 + ?2 T/ ?y2 + ?2T/ ?z2)=0 (10)T—平均溫度變形分析：模具注射后，由于溫度差物質(zhì)自由熱收縮發(fā)生，標(biāo)準(zhǔn)的三維固體壓力原理能進(jìn)行模具的收縮塑造變形，等式如下σ=C(ε－ε 0－αΔT ) (11)ε=1/2(▽u+▽u T) (12)同樣，它模擬的結(jié)果可以應(yīng)用到應(yīng)力求解，應(yīng)用于更先進(jìn)的非線性應(yīng)力分析，如伸曲分析。數(shù)值計(jì)算方法：數(shù)值離散化方法：在這篇文章中，數(shù)值求解是基于解決相等的有限體積，它已經(jīng)成功應(yīng)用在注塑填充數(shù)值模擬中，數(shù)值試驗(yàn)證實(shí)了求解的真實(shí)性和效率。整體分析步驟：推薦的計(jì)算步驟如圖 1 所示的分析步驟。首先讀輸入的數(shù)據(jù)（包括篩選數(shù)據(jù)，原料數(shù)據(jù)和過程控制數(shù)據(jù)） ，運(yùn)用三維澆注分析和三維冷卻分析，然后在冷卻結(jié)束階段獲得部分分布的溫度，從冷卻溫度中會的平均澆注溫度反饋給澆注單元來改善計(jì)算或者作為變性分析的接線條件。迭代求解模具溫度一直持續(xù)到這個(gè)模具溫度差異迭代很小。綜合分析能保證填充型腔耦合關(guān)系的冷卻效果，具有提高精度分析的使用價(jià)值。輸入文件冷分析流動分析冷分析溫度相似嗎圖 1結(jié)論在這篇文章中，一個(gè)完整的真實(shí)的三維數(shù)值模型預(yù)測的注射成型工藝已被發(fā)展出來了，運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助工具來幫助設(shè)計(jì)師/工程師分析，解決了幾何伸縮性，提高了效率，并進(jìn)一步優(yōu)化了成型工藝。彎曲分析檢查結(jié)果文獻(xiàn)[1]. E.C.Bernhardt (Ed.), Computer Aided Engineering for Injection Molding, Hanser (1983)[2]. T.Manzione (Ed.), Applications of Computer Aided Engineering in Injection Molding, Hanser (1987)[3]. C.L.Tucker III (Ed.), Fundamentals of Computer Modeling for Polymer Processing, Hanser (1989)[4]. V.W.Wang, C.A.Hieber, and K.K.Wang, J. Polym. Eng., 7, 21, (1986)[5]. P.Kennedy, Flow Analysis Reference Manual, Moldflow Pty. Ltd.,Hanser (1993)[6]. W.B.Young, Polym. Composites, 15, 118 (1994)[7]. J.F.Hetu, D.M.Gao, A.Garcia-Rejon, and G.Salloum, Polym. Eng. Sci., 38, 223 (1998)[8]. R.Y.Chang and W.H.Yang, Int. J. Numer. Methods Fluids, 37, 125-148 (2001)