本文主要研究模腔温度的控制对注塑过程中常见缺陷的改善。其中模腔温度的控制由电磁感应加热装置完成。电磁感应加热具有升温快、效率高、控制精确、污染少、热惯性小等特点,在工业生产中得到广泛应用。课题中所注重的问题有:设计与制造加热装置,使其加热性能达到快速而均匀的局部高温效果,并对不平整的模腔适用;探索各项加热参数对加热效果的影响,为实验中的参数设置提供理论依据;通过注塑实验及其他测试实验,验证模温控制对缺陷改善效果。研究过程中,为了避免采用大量实验的方法寻求理想的感应加热参数及注塑工艺参数设置,采用ANSYS数值模拟对电磁—热耦合进行了有限元建模与仿真,探索了电流频率,密度等因素对加热效果的影响;同时采用MOLD FLOW的注塑填充模拟寻求理想的注塑工艺。数值模拟技术对于本课题系统的设计和研究具有重要意义。注塑材料的流变特性是其内在结构的反映,也是影响注塑件质量的一个重要因素,发生在一定的剪切速率和剪切应力作用下。当熔体聚合物分子间缠结态被破坏,分子重新取向排列,熔体的粘度会下降,填充阻力减小,这种情况下熔体在模腔内的填充速度更快、效果更好。阿累尼乌斯(Arrhenius)方程直观的展示了塑料熔体的温度对熔体粘度的影响,尤其在低剪切速率阶段,熔体温度的提升对粘度的降低有显著作用。可见提高熔体温度以降低熔体粘度,可以改善注塑件的某些缺陷。而从分子能量角度和能量守恒定律来说,模具温度对减少熔体温度的下降幅度具有的积极影响。因此本课题以模腔温度为控制因素,以达到注塑缺陷改善目的的研究具有良好的理论基础。文中论述了电磁感应特有的集肤效应对模腔表面浅层加热的意义,并以此为理论依据设计制造了外置组合式感应加热线圈。研究了组合式线圈感应加热的温度变化规律,为局部感应加热最终温度的控制提供了依据。探索了感应加热的有限元模拟中电磁场与温度场的耦合方法,及模具材料的物理参数对温度的依赖性等关键问题的解决方法。以ANSYS为平台建立了电磁一热耦合场的有限元计算模型。通过数值模拟得到了阶梯状模腔表面的温度分布状况以及加热温度随时间的变化规律。模拟并分析了交流电频率、线圈中电流密度及线圈与模腔距离对模具表层温度控制的影响,同时总结了这些影响因素对加热效果的作用规律,并对其作用原理进行了分析。这部分研究为实验中感应电源的参数设置提供了依据。引入了目标注塑件的MOLDFLOW模型,通过单一控制模温的系列填充模拟,初步探索了感应加热条件下模温对填充过程中的欠充、熔接痕缺陷的影响。同时MOLDFLOW的数值仿真为注塑机的工艺参数设置提供了依据。通过控制组合式感应加热装置在局部模腔的加热,进行了多组注塑实验,对比了实验结果。分别得到了模温对欠充、明显熔接痕及表面质量粗糙这些注塑缺陷的改善效果及规律。此外,分别从不同模温下的注塑制品中取样进行了拉伸测试及表面粗糙度测试,得出了量化的改善结果,进一步验证了阿累尼乌斯(Arrhenius)理论。