非球面光學(xué)塑料透鏡注射成型過程的計(jì)算機(jī)輔助分析

內(nèi)容概要

　　非球面光學(xué)塑料透鏡的注射成型過程中，儲(chǔ)存在注射機(jī)料筒前端的塑料熔體，受到螺桿向前推壓的作用，通過注射機(jī)噴嘴、模具澆注系統(tǒng)，充滿整個(gè)模具型腔。由于非球面塑料透鏡的壁厚不均性，使得用普通注射方法成型的塑料透鏡密度及折射率分布不均，透鏡產(chǎn)生殘余內(nèi)應(yīng)力及雙折射現(xiàn)象，面形精度無(wú)法滿足使用要求?！　∽髡卟捎媚＞逤AD／CAE技術(shù)，對(duì)非球面光學(xué)塑料透鏡的注射成型過程進(jìn)行了計(jì)算機(jī)輔助分析?！　〔捎肊DS公司的UGII軟件對(duì)光學(xué)塑料透鏡注射成型模具進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造，直觀、快捷地體現(xiàn)出模具設(shè)計(jì)思想，迅速、合理地調(diào)整模具結(jié)構(gòu)，準(zhǔn)確、高效地進(jìn)行模具設(shè)計(jì)與制造?！　〔捎肕OLDFLOW中的充模、保壓分析模塊，對(duì)注射成型非球面光學(xué)塑料透鏡的充模過程進(jìn)行了計(jì)算機(jī)輔助分析，研究了不同澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、尺寸與熔料剪切速率之間的關(guān)系，分析了注射和保壓過程中注射溫度、注射壓力、注射時(shí)間以及保壓壓力、保壓時(shí)間、模具溫度等對(duì)透鏡面形質(zhì)量的影響。通過注射成型過程的計(jì)算機(jī)仿真，得出如下結(jié)論：采用足夠的注射壓力將熔料注滿型腔后澆口適時(shí)封閉，確保澆口封閉時(shí)的熔料比體積等于常溫、常壓下的比體積；從充模直至澆口封閉以后，嚴(yán)格控制模具溫度在高聚物的玻璃化溫度以下（100±l℃），避免型腔內(nèi)熔料溫度和壓力的分布不均；最后均勻冷卻型腔內(nèi)熔料直至脫模頂出制品，脫模時(shí)確保模具型腔壓力為零。

作者簡(jiǎn)介

勾治踐，工學(xué)博士、教授。長(zhǎng)期從事機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)的教學(xué)、科研工作，先后主持并完成的國(guó)家科技部、省科技廳、省教育廳、市科技局等科研項(xiàng)目共30余項(xiàng)。獲教育部科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)一項(xiàng)，省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)和三等獎(jiǎng)各一項(xiàng)。在振動(dòng)工程學(xué)報(bào)、計(jì)量學(xué)報(bào)、汽車工程、光學(xué)精密工程等學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表學(xué)術(shù)論文40余篇，編寫教材一部，出版專著一部。主要研究方向?yàn)閿?shù)字化制造工程和機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)。

書籍目錄

第一章 引言 第一節(jié) 概述 第二節(jié) 非球面光學(xué)透鏡在光電系統(tǒng)中的應(yīng)用 第三節(jié) 非球面光學(xué)零件制造技術(shù) 一、計(jì)算機(jī)數(shù)控精磨拋光技術(shù)  二、計(jì)算機(jī)數(shù)控單點(diǎn)金剛石車削技術(shù) 三、計(jì)算機(jī)數(shù)控離子束成型技術(shù)  四、光學(xué)玻璃透鏡模壓成型技術(shù)  五、環(huán)氧樹脂復(fù)制技術(shù)  六、電鑄成型技術(shù) 七、光學(xué)塑料成型技術(shù) 八、國(guó)內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)況對(duì)比 九、課題的提出及本文研究任務(wù) 第二章 模具CAD技術(shù)的研究  第一節(jié) 模具CAD的研究現(xiàn)狀 第二節(jié) 模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（CAD/CAM） 第三節(jié) 模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 一、剪切速率的選擇  二、分流道設(shè)計(jì)  第四節(jié) 本章小結(jié) 第三章 充模流動(dòng)的計(jì)算機(jī)模擬 第一節(jié) 引言 第二節(jié) 數(shù)學(xué)模型 一、澆注系統(tǒng)填充過程的數(shù)學(xué)模型  二、型腔填充過程的數(shù)學(xué)模型  第三節(jié) 分析方法及流程 第四節(jié) 模擬結(jié)果與分析 第五節(jié) 本章小結(jié) 第四章 保壓過程的動(dòng)態(tài)模擬與分析 第一節(jié) 引言 第二節(jié) 保壓過程的理論分析 一、基本方程 二、Tait P-V-T狀態(tài)方程 三、廣義牛頓模型的本構(gòu)方程 四、穩(wěn)態(tài)剪切粘度  五、熱傳導(dǎo)系數(shù)和內(nèi)能 六、保壓過程的二維冷卻分析 七、數(shù)值計(jì)算過程  第三節(jié) 保壓過程的計(jì)算機(jī)輔助分析 一、保壓分析流程及模擬條件  二、模擬結(jié)果及分析  三、保壓壓力對(duì)體收縮的影響 第四節(jié) 本章小結(jié) 第五章 工藝參數(shù)與體收縮之間的關(guān)系 第一節(jié) 注射溫度對(duì)體收縮及其波動(dòng)的影響 第二節(jié) 模具溫度對(duì)體收縮及其波動(dòng)的影響 第三節(jié) 保壓壓力對(duì)體收縮及其波動(dòng)的影響 第四節(jié) 保壓時(shí)間對(duì)體收縮及其波動(dòng)的影響 第五節(jié) 本章小結(jié)  第六章 結(jié)論 參考文獻(xiàn) 致謝

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：   4.模具溫度對(duì)體收縮及其波動(dòng)的影響模擬結(jié)果表明，適當(dāng)?shù)靥岣吣＞邷囟葘?duì)提高光學(xué)塑料透鏡的質(zhì)量是有益的。隨著模具溫度的增高，充模后透鏡各個(gè)部分溫差及在同一型腔截面上的溫差也越小，注入型腔中的高聚物大分子的深度取向得到松弛，各個(gè)部分收縮程度趨于一致，因此產(chǎn)品的收縮率波動(dòng)范圍減小。 5.保壓時(shí)間對(duì)體收縮及其波動(dòng)的影響模擬試驗(yàn)結(jié)果表明，保壓壓力一定，保壓時(shí)間越長(zhǎng)，越有利于塑料熔體的補(bǔ)縮壓實(shí)，塑件密度大收縮小，收縮率的波動(dòng)也隨之變小，但保壓時(shí)間不能太長(zhǎng)；隨著保壓時(shí)間的延長(zhǎng)，澆口已幾乎完全“凍結(jié)”，保壓時(shí)間已不能有效地傳遞到型腔內(nèi)部，再延長(zhǎng)保壓時(shí)間已不起作用，采用快速高壓保壓策略是提高塑料透鏡質(zhì)量的有效途徑。 6.型腔內(nèi)塑料熔體體收縮率分布不均與型腔壓力分布有關(guān)。熔體所受壓力越低，體收縮越大，體收縮率分布不均越嚴(yán)重；而隨著型腔壓力的增高，體收縮越小，體收縮率分布不均問題得到改善。高壓快速保壓結(jié)束后，采用逐漸降低保壓壓力的策略進(jìn)行保壓冷卻，直至澆口封閉，最后冷卻開模頂出制品。澆口封閉以后，型腔內(nèi)既不補(bǔ)料也不泄料，透鏡在型腔內(nèi)沿一恒密度線隨著溫度的降低型腔壓力逐漸減小，脫模時(shí)控制型腔壓力等于大氣壓，使透鏡內(nèi)部殘余壓力減小。

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