基于特征的注塑齿轮结构参数化设计基础研究

发布时间：2017-05-12 06:01

  本文关键词：基于特征的注塑齿轮结构参数化设计基础研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着塑料工业的发展,人们对塑件的质量和性能要求越来越高。而塑件在注塑过程中由多种因素引起的收缩所导致的塑件变形成为近年来研究的热点。导致塑件收缩的因素较多,主要有模具结构、塑胶材料性能、成型工艺参数和制品几何结构等方面。目前对塑件本身的几何结构所引起的收缩的研究是有限的,集中于对同一制品的局部特征所导致的收缩变形,这就带来了一定的局限性。基于此,选用包含多个特征的通用零件,对其进行收缩变形研究就有一定的普遍性。 通过对成组技术、特征造型技术的研究,选取了典型的盘形类注塑件——注塑齿轮作为研究对象。通过对其包含的特征进行分析,在建立包含多个特征的抽象齿轮模型的基础上,提取了主要的研究特征：模数、齿数、齿厚和加强筋。分别建立了包含不同特征组的齿轮模型,对每个模型设计了相同的浇注系统和冷却系统,采用相同的工艺参数,利用Moldflow对每个模型进行流动和冷却模拟仿真,对仿真结果进行分析,验证了模型设计的有效性。 采用CAE数值模拟技术研究结构特征对塑件收缩变形的影响规律。在成型过程中,以收缩不均引起的最大翘曲变形量为目标函数,建立了特征参数组与目标函数之间的曲线关系。运用MATLAB最小二乘法对目标曲线进行拟合,得到了特征参数组与目标函数之间的数学模型,并对数学模型进行验证,结果表明仿真结果和计算结果存在较小误差,进而得到了有效的齿轮零件参数化设计的计算模型。
【关键词】：特征建模 注塑成型 齿轮结构 参数化设计 数学模型
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目录8-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 课题研究的背景10-11
• 1.2 国内外研究现状11-16
• 1.2.1 注塑成型制品收缩变形研究现状11-15
• 1.2.2 齿轮参数化设计研究现状15-16
• 1.3 课题研究的内容及意义16-18
• 第二章 注塑成型数值模拟基础理论18-30
• 2.1 充模流动过程的数学模型18-22
• 2.2 保压过程的数学模型22-24
• 2.3 冷却过程的数学描述24-26
• 2.4 翘曲变形模拟的基本理论26-28
• 2.5 本章小结28-30
• 第三章 基于特征的齿轮注塑件模型的构建30-42
• 3.1 成组技术的研究30
• 3.2 特征造型技术及其在参数化设计中的应用30-32
• 3.3 典型齿轮注塑件模型分析32-34
• 3.4 齿轮的结构特征参数提取34
• 3.5 基于主要特征组的齿轮模型的构建34-41
• 3.5.1 不同模数、齿数和齿厚结构特征组齿轮模型构建34-36
• 3.5.2 不同模数、齿数和加强筋结构特征齿轮模型构建36-39
• 3.5.3 齿轮模型的导入与网格划分39-41
• 3.6 本章小结41-42
• 第四章 结构特征对收缩引起的翘曲变形的研究42-70
• 4.1 引言42-43
• 4.2 浇注系统的建立43-49
• 4.2.1 主流道的设计44-45
• 4.2.2 分流道的设计45-47
• 4.2.3 冷料井的设计47
• 4.2.4 浇口的设计47-49
• 4.3 冷却系统的建立49-51
• 4.4 注塑工艺条件的选择51-56
• 4.4.1 齿轮材料的选择51-55
• 4.4.2 齿轮注塑工艺参数选择55-56
• 4.5 齿轮模型的有效性验证56-62
• 4.5.1 流动分析56-60
• 4.5.2 冷却分析60-62
• 4.6 不同结构特征参数对收缩引起的翘曲变形的影响62-67
• 4.6.1 齿厚等特征对收缩引起的翘曲变形的影响62-65
• 4.6.2 加强筋等特征对收缩引起的翘曲变形的影响65-67
• 4.7 本章小结67-70
• 第五章 基于MATLAB最小二乘法曲线拟合的齿轮参数化设计70-82
• 5.1 MATLAB最小二乘法曲线拟合的原理70-72
• 5.2 最小二乘法在MATLAB中的实现72
• 5.3 齿轮参数化设计模型的建立及验证72-81
• 5.4 本章小结81-82
• 第六章 结论与展望82-86
• 6.1 研究的主要工作82-83
• 6.2 主要结论83
• 6.3 展望83-86
• 致谢86-88
• 参考文献88-92
• 附录 攻读硕士阶段发表的专利及论文92

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