动态注射充模过程模腔压力响应研究.pdf

华南理工大学
硕士学位论文
动态注射充模过程模腔压力响应研究
姓名:许海航
申请学位级别:硕士
专业:材料加工工程
指导教师:吴宏武
20040610
摘要塑化注射成型是聚合物加工的重要方法,而最近研制成功的电磁动态注塑成型工艺又是对传统注塑工艺一个重大的突破。要生产优良的注塑制品必须通过合理的质量控制,而模腔压力控制是一个有效的方法。因为振动力场会对聚合物的物性产生影响,使注塑过程中聚合物熔体的流变行为发生改变,所以,我门针对电磁动态注塑成型工艺,对充模过程中模腔压力响应进行了理论和实验研究。在理论研究方面,本文以传统聚合物流变学为基础,以现代数值计算技术和计算机技术为工具,并结合最近的研究成果,研究了振动力场下注塑模腔压力对注射压力、熔体温度、模具温度、振动频率、振幅等外部条件,得到模腔压力与能力的影响,我们设计了一套阿基米德螺旋测量模具,在该模具上,通过固定其他加工条件,研究不同的振动条件下,聚合物熔体的最大充模长度,定性地研究了振动力场对聚合物充模能力的影响。本文研究表明,我们所建立的充模过程模腔压力响应数学模型能够比较好地描述实际情况,对实际生产具有一定的指导作用。实验研究发现,振动力场能够降低聚合物熔体的黏度,从而提高了充模性能,使熔体的最大充模长度得到增加。本文从理论和实验两方面证明了振动力场对注塑成型技术的优化、强化作用。关键词注塑成型;电磁动态加工;模腔压力外部加工条件的响应,并以数学模型的形式表征了两者之问的关系。在实验研究方面,我们采用了世界领先的模腔压力检测手段,以镜牟肺:诵模组建了‘套完善的电磁动态注塑模腔压力检测、分析平台。分别测量注射速度、这些参数之问的关系,从而对理论模型进行验证。为了研究振动力场对实际充模
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铷签名:黝甿文作者签名:诲为罚先作者签名:诲筠积学位论文版权使用授权书华南理工大学学位论文原创性声明日期:≥一手年/月∥保密口,在——年解密后适用本授权书。日期:徊瓿г滦娜究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,本学位论文属于日期:≥印牛年/月绪日本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研全意识到本声明的法律后果由本人承担。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,允许论文被查阅和借阅。本人授权华南理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。不保密囱。朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉”
物理名称及符号表气必蝇。匕圪。眩置、,振动幅度;匠滩问流道直径,或当量直径模腔高度过程增益聚合物熔体在流动路线上的流动长度熔体在模腔中的流动距离保压压力熔体流动前端压力熔体在流道轴向方向的压力梯度出口剩余压力降为熔体流过喷嘴出口时产生的压力损失为熔体流过浇口流道时产生的压力损失模腔入口与流动前端位置,熔体压力的差值熔体温度△只。毛料筒横截面积模腔截面积喷嘴流道直径为振动频率;熔体在模腔中的流动高度喷嘴出口流道总长度非牛顿指数设定注射压力喷嘴处熔体压力喷嘴进口压力降喷嘴粘性效应引起的压力降熔体体积流量为浇口流道尺寸螺杆的轴向振动的位移分量△只液压油压力上三。Ⅻ¨丑
‰%‰熔体凝固温度由于液压推动而得到的螺杆轴向速度分量螺杆轴向振动引起得速度分量流进模腔的熔体总体积凝固层厚度熔体热扩散系数聚合物熔体表观黏度聚合物熔体的零剪切率黏度喷嘴出口流道中熔体表观黏度喷嘴出口流道中熔体平均剪切率熔体在浇口流道中的平均剪切速率模腔中熔体剪切速率为振动频率模腔表面温度螺杆综合前进速度模腔宽度模腔内熔体表观黏度熔体在浇口流道中的表观黏度熔体在流道内的剪切率时间常数平均剪切应力匠滩问乙物理名称及符号表Ⅳ%‘、乞△冲珥叩口珊一●,
第一章绪论前言塑料作为一种多功能材料,在世界现代工业中具有举足轻重的地位。我国也已经步入了世界塑料大国的行列,年塑料制品产量居世界第二位。改革开放二十率高。据统计,在世纪,注塑制件占所有塑料制件总产量的%,特别在工程塑料加一褐校サ闹破肥峭ü⑺艹尚头椒ɡ醇庸さ摹R虼耍⑺艹尚脱芯在世界范围迅速发展,取得的成果也有目共睹。近年来注塑工艺不断取得重大突破,其中华南理工大学瞿金平教授等科研工作者把电磁振动引入到聚合物塑化注塑全过程,实现了塑料动态塑化注塑成型,为现代注塑成型工艺发展提出了新的方向。由于电磁振动的作用,聚合物大分子链的解缠、流动阻力变小,所以大大提高了熔体的流动性,有利于充模。同时振动力场还可以使冲模流动均匀化,使制品中的不同组分分布均匀,因