利用数值模拟技术作为辅助工具可为注射模具设计提供预测、借鉴和帮助，但同时，如何组织分析注射过程以及正确研判分析结果等均对设计人员提出了较高的要求。本书围绕注射模具浇注系统的设计原则和数值模拟的实现过程，以丰富的案例揭示了利用数值模拟技术来优化模具浇注系统设计的基本方法。全书分为两部分，第一部分由前两章组成，由浅到深，从塑料到其加工过程具体到塑料注射成型，然后讲述注射模具，最后着眼于浇注系统。第二部分由后两章组成，关注数值模拟的实现原理、实现过程以及具体实例分析与运用。

本书选用实例范围广泛，代表性强，将理论、数值模拟与生产经验三者密切联系，深化了对注射模具浇注系统设计及数值模拟结果的认识。

本书可作为本科院校以及高职、高专院校的材料成型及控制、机械设计及自动化、高分子材料与工程等专业的塑料成型工艺及模具设计、模具设计与制造、计算机辅助工程等课程的教学用书，也可供材料加工工程专业的研究生及其他从事模具设计与制造的工程技术人员参考。

第1章

概述/1

11聚合物和塑料2

111塑料的分类2

112塑料的特点与用途3

113塑料的可加工性4

12塑料的常用加工方法6

121注射成型6

122挤出成型8

123中空吹塑10

124压延成型11

13聚合物加工理论基础12

131聚合物流变特性13

132聚合物熔体在模具型腔中的流动16

133聚合物在加工中的物理变化20

第2章

注射成型及模具/25

21注射成型工艺26

211成型前的准备27

212注射过程30

213制件的后处理34

22注射成型新工艺35

221流体辅助注射成型35

222变模温注射37

223共注射38

224微发泡注射41

225注射压缩43

226低压注射45

23注射成型模具46

231注射成型模具的结构形式46

232浇注系统49

233成型零部件49

234顶出系统54

235导向定位系统59

236温度控制系统61

237侧抽芯机构72

238排气与引气74

24注射模具浇注系统78

241普通浇注系统78

242热流道浇注系统101

243浇注系统的平衡充填108

244浇注系统新技术114

第3章

注射成型CAE/120

31聚合物模具型腔内流动的模型理论与模拟方法122

311数值模拟的基本理论122

312数值模拟的实现过程124

32注射成型CAE主流软件126

321注射成型CAE的发展阶段126

322注射成型CAE的代表性软件127

33三种流动模型及其实现方法130

331中面流技术130

332双面流技术133

333实体流技术134

34中面模型的建立与抽取136

341基于CAD软件的中面模型直接建立实现方法136

342利用HyperMesh软件抽取中面的方法146

35AMI注射流动分析过程及模拟结果解释153

351利用AMI软件运行流动分析的主要实现过程153

352流动分析后处理主要结果的解释159

第4章

基于CAE的注射模浇注系统优化设计实例分析/179

41空调外壳注射模浇注系统设计与优化180

411制件和材料分析180

412模具的初始与可能性方案分析181

413结果与讨论182

414小结192

42汽车音箱面板注射模浇注系统设计与优化192

421制件和材料分析192

422模具的初始与可能性方案分析193

423结果与讨论194

424小结201

43汽车保险杠注射模浇注系统设计与优化201

431制件和材料分析201

432模具的初始与可能性方案分析202

433结果与讨论203

434小结211

44手机外壳注射模浇注系统设计与优化211

441制件和材料分析211

442模具的初始与可能性方案分析213

443结果与讨论213

444小结217

45IC电话机壳注射模浇注系统设计与优化218

451制件和材料分析218

452模具的初始与可能性方案分析219

453结果与讨论219

454小结223

46平板电视外壳注射模浇注系统设计与优化224

461制件和材料分析224

462模具的初始与可能性设计方案分析225

463结果与讨论227

464小结236

47航天面罩注射模浇注系统设计与优化236

471制件和材料分析236

472模具的初始与可能性方案分析237

473结果与讨论237

474小结242

48汽车轮拱罩注射模浇注系统设计与优化243

481制件和材料分析243

482模具的初始与可能性方案分析244

483结果与讨论244

484小结250

49高铁车灯罩注射模浇注系统设计与优化250

491制件和材料分析250

492模具的初始与可能性方案分析251

493结果与讨论251

494小结254

410船舶引擎罩注射模浇注系统设计与优化254

4101制件和材料分析254

4102模具的初始与可能性方案分析255

4103结果与讨论256

4104小结261

参考文献/262 2100433B

浇注系统是铸型中液态金属流入型腔的通道总称。铸铁件浇注系统的典型结构由浇口杯(外浇口)、直浇道、直浇道窝、横浇道和内浇道等部分组成。广义地说、浇包和浇注设备也可认为是浇注系统的组成部分，浇注设备的结构、尺寸、位置高低等,对浇注系统的设计和计算有一定影响。

浇注系统设计得正确与否对铸件品质影响很大，有资料介绍。铸件废品中约有

30%是因浇注系统不当引起的。对浇注系统的基本要求如下:1)所确定的内浇道的位置、方向和个数应符合铸件的凝固原则或补缩方法。(2)在规定的浇注时间内充满型腔。(3)提供必要的充型压力头，保证铸件轮廓、校角清晰。(4)使金属液流动平稳，避免严重紊流。防止卷人、吸收气体和使金属过度氧化。(5)具有良好的阻渣能力。(6)金属液进人型腔时线速度不可过高，避免飞戬、冲剧型壁或砂芯。(7)保证型内金属液面有足够的上升速度，以免形成夹砂结疤、皱皮、冷隔等缺陷。(8)不破坏冷铁和芯撑的作用。(9)浇注系统的金属消耗小，并容易清理。(10)减小砂型体积，造型简单，模样制造容易。2100433B

本书主要包括：注射模具设计规范；注射模具有关设计资料；基本结构和支承件；分型面设计、排气系统设计、模具表面抛光；注射模具的浇注系统、无流道、气辅注射、双色注射；注射模具的冷却系统；注射模具的抽芯机构；注射模具的顶出脱模机构；注射模具的先复位机构注射模具制造工艺和装配，注射模具的试模和验收；常见注塑件缺陷的解决方法；附录中的注射模具的标准件可供设计与查阅等内容。

本书可作为设计人员设计注射模具指导用书或广大模具工参考用书，也可以作为大中专院校模具专业的补充教材。

塑料注射模具是现在所有塑料模具中使用最广的模具，能够成型复杂的高精度的塑料制品。本文只是粗略介绍一下。设计塑料注射模具首先要对塑料有一定的了解，塑料的主要成分是聚合物。如我们常说的ABS 塑料便是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体采用乳液、本体或悬浮聚合法生产，使其具有三种单体的优越性能和可模塑性，在一定的温度和压力下注射到模具型腔，产生流动变形，获得型腔形状，保压冷却后顶出成塑料产品。聚合物的分子一般呈链状结构，线型分子链和支链型分子认为是热塑性塑料，可反复加热冷却加工，而经过加热多个分子发生交联反应，连结成网状的体型分子结构的塑料通常是一此次性的，不能重复注射加工，也就是所说的热固性塑料。 既然是链状结构，那塑料的在加工时收缩的方向也是跟聚合物的分子链在应力作用下取向性及冷却收缩有关，在流动方向上的收缩要比其垂直方向上的收缩多。产品收缩也同制品的形状、浇口、热胀冷缩、温度、保压时间及内应力等因素有关。通常书上提供的收缩率范围较广，在实际应用中所考虑的是产品的壁厚、结构及确定注塑时温度压力的大小和取向性。一般产品如果没有芯子支撑，收缩相应要大些。 塑料注塑模具基本分为静模和动模。在注塑机的注射头一边的带浇口套的为静模，静模一般有浇口套、靠板、模板组成，简单模具（特别是静模没有芯子的模具）也可以不使用靠板，直接用厚一点的模板就可以了。浇口套一般为标准件，除非特殊原因，不建议取消。浇口套的使用有利于安装模具、更换方便，不用自己抛光。有些特殊模具浇口套可用钻出来或用锥度线割割成。部分模具必须静模脱模时，还得加上静模脱模机构。动模的结构一般为动模板、动模靠板、脱模机构以及模脚和装机固定板。。脱模机构中除了脱料杆，还有回位杆，部分模具还要增加弹簧以实现例如自动脱模等功能。还有导柱、冷却水孔、流道等也是不可少的模具的基本结构。当然，斜导模具还有斜导盒、斜导柱等。 当为一产品设计模具时，首先要设定模具的基本结构尺寸以备料，来加快模具制造的速度。复杂产品应先绘制好产品图，再定好模具的尺寸。现在的模具基本上要进行热处理，加高模具的硬度，提高模具使用寿命。在热处理前，先对模板进行初步加工：钻好导柱孔、回位孔（动模）、型腔孔、螺丝孔、浇口套孔（静模）、拉料孔（动模）、冷却水孔等，铣好流道、型腔，有些模具还应铣好斜导盒等。现在的普通精密模具的模板一般用Cr12、Cr12Mov和一些专业模具钢,Cr12等硬度不能太高，在HRC60度时经常开裂，模板的常用硬度一般为HRC55度左右。芯子的硬度可在HRC58以上。如果材料为3Cr2W8v，制造后再氮化处理表面硬度，硬度应为HRC58以上，氮化层应越厚越好。 浇口直接关系到塑件的美观，浇口设计不好的话，容易产生缺陷。在没有任何阻挡的情况下很容易产生蛇型流。对于要求高的产品，还应设计溢流和排气。溢流处可以用顶杆，不要在模板上留有溢流飞边，才不至于影响模具寿命。设计模具软件也越来越多，大多数已很少使用铅笔来绘制模具图了。设计时，如果没有产品图，在复杂一点的模具图中很难发挥软件制图的长处。产品图绘制好后存底，再利用尺寸驱动或比例缩放来生成制作图形。图纸保存也是重要的，最直接的方法是打印一份可长时间保存，但是不能修改；保存在软盘中是没有保障的，可能明天就出现“未格式化”等提示；硬盘也是易耗品，随时出问题；如果有刻录机的话最好，刻在光盘上就可；现在网络也为我们提供了方便，使你的图纸可保存在世界的任何地方，象myspace等网络硬盘性能稳定，操作简易，300M的空间任你使用，不过国内的我使用过的虚拟硬盘还是不好，你明明存了东西，它却以“数据库连接错误”等拒绝承认。要提醒的是：服务器也会出现故障的，保存在自己站点或网络硬盘的数据至少要在两个站点或两个国家的不同网站，如果你的数据需要保密，你又不会保密技术，那就免了吧!