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模具工业是国民经济的基础产业之一。模具广泛应用于机械、电子、航空航天、汽车、仪器仪表、通信、建筑、玩具、家用电器和轻工业等行业,是世界各国经济建设的支柱产业。本论文主要对塑料模具的力学设计进行理论分析研究,并用有限元分析软件对结论进行验证,得出各种塑料模具广泛适用的力学设计计算公式。
在塑料模具的工作过程中,塑料模具各零部件由于受到熔体压力的作用,可能因强度不足产生塑性变形,也可因刚度不足导致溢料飞边,降低塑料制品精度。因此,必须对塑料模具进行力学分析,确保模具在成型过程中满足要求,获得合格的制件。目前,各种文献资料都列出了一些塑料模具力学设计计算公式,但所给公式形式各异,理论基础薄弱,力学模型的简化与实际结构不十分相符,而且,大多数的力学分析都没有进行有效的验证。这将严重的影响塑料模具设计的正确性,同时也会增加模具设计与制造的周期与成本。
本论文以材料力学、弹性力学作为理论基础,对塑料模具在熔体压力作用下,型芯产生的偏移、型腔的底板与侧壁的壁厚、垫板的厚度以及模具的组合变形进行理论分析研究,采用符合实际的力学模型,应用强大的有限元分析软件ANSYS进行校核,得出一整套符合实际应用的塑料模具力学设计计算公式。
本文每一项内容的分析计算都根据实际情况建立力学模型,推导出所需的计算公式;强大的有限元分析软件ANSYS对所有理论公式进行分析验证,所有结论有根有据;文中所有结论都可应用于塑料模具力学设计中,为模具设计者提供了强有力的理论支持。
通过应用本文的塑料模具力学设计公式,可以使模具设计人员减少模具设计时间,增加模具使用寿命,降低模具设计与加工成本,能够有效的防止模具因刚度或强度小足而失效。