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模具工业是一个国家的基础工业,模具日益精密化和大型化对其设计和制造的要求越来越高。为了提高塑料制品的质量和模具的寿命,必须对模具的刚度进行一定的分析和校核,避免因刚度问题造成整套模具的损坏或者塑件的质量缺陷。
注塑模具通常部件繁多,不可能对所有部件进行刚度分析,因而只能选择部分承受熔体压力的关键受力部件来考量。这些关键受力部件包括注塑模具型腔、动模垫板、抽芯锁紧块等。
注塑模具的一个显著特点是经验集中性,在进行模具的刚度分析时,很多时候采取的是经验确定或依靠简单公式校核,这就要求模具技术人员具有丰富的经验,而且,复杂模具的刚度问题依靠经验无法准确解决。这样,就必须寻找其它符合模具规律的刚度分析方法。
CAE技术正是解决注塑模具刚度问题的强大工具。ANSYS等CAE分析软件被应用在注塑模具的刚度分析上。本论文阐述了刚度分析的力学理论基础和CAE技术理论基础,对注塑模具的关键受力部件作了受力分析,提出了若干种提高刚度的措施。
针对大型、复杂注塑模具型腔的刚度分析,本论文研究了利用Moldflow软件进行型腔压力的数值模拟,将压力峰值和其它工况条件输入到ANSYS中,通过分析型腔变形,实现了模具刚度的校核和优化设计。
为了减低模具设计人员使用CAE技术的门槛,本论文还研究了几种ANSYS的二次开发工具的特点并利用ANSYS参数化设计语言APDL编写程序,使得普通技术人员只需输入几个简单的参数,就可以查看到ANSYS分析的结果,提高了刚度分析的效率,降低了分析强度。
在实验研究中,借助企业平台,对一套注塑模具的动模作了刚度分析,通过调整保压压力,间接测量了动模板的变形并与CAE分析的数值解作了对比和分析。