1. 研究目的与意义（文献综述）

塑料是20世纪发展起来的新兴材料，由于应用广泛，已替代部分金属、木材、皮革及硅酸盐等自然材料，成为现代工业和生活中不可缺少的一种人造化学合成材料。并与金属、木材和硅酸盐一起，成为现代工业生产中四种重要的原材料之一^[1]。塑料的主要成分是树脂，在工业生产和应用上，单纯的聚合物性能往往不能满足加工成型和实际使用的要求，因此还需加入增塑剂、稳定剂、固化剂、填充剂、着色剂等添加剂。塑料制件的主要加工方法是塑料成型加工。塑料成型是将各种形态的塑料原料（粉状、粒装、熔体或分散体）熔融塑化或加热达到要求的流动状态，在一定压力下充填到模具型腔内，待冷却定型后，获得要求形状、尺寸及性能塑料制件的生产过程。其特点是生产制品形状尺寸稳定、可实现连续生产、一模多件生产、生产率高等^[2]。

塑料成型模具是成型塑料制品的主要工艺装备之一。成型模具使塑料获得一定的形状和所需性能，对达到塑料加工工艺要求、使用要求和造型设计要求都起着重要作用。在塑料加工行业中约有95%的产品靠模具生产，产品的更新也都是以工艺改进和模具的更新为前提的^[3]。塑料模具行业也有良好的发展前景，如发展模具新结构、新材料和新工艺，促进和发展cad/cae/cam技术在塑料模具设计和制造中的应用，加速模具零部件标准化和专业化等^[4]。

注塑成型加工过程是一个涉及多方面因素，并与加工环境条件、制品冷却时间、后处理工艺密切相关的复杂加工流程，产品出现缺陷也就在所难免。常见的注塑产品缺陷有毛刺、充填不足、熔接痕、凹陷、气泡、翘曲变形、银丝等等^[5]。而为了减少这些缺陷，找到最为合适的工艺参数就显得格外重要。这些工艺参数有很多，包括注射时间、注塑压力、熔体温度、模具温度等等^[6]。传统的方法是依据经验进行模具设计和制造，通过反复修模和工艺调试加以解决，这就浪费了大量的时间和成本。而随着时代的进步，cae技术的应用使人们可以对注塑成型过程塑料熔体在模具型腔中的流动及冷却、固化过程进行模拟分析和预测，以便在模具制造之前发现制品设计和模具设计中存在的问题，从而修改设计而不是返修模具^[7]。而目前autodesk moldflow软件已经成为塑料模具分析领域的领导者，在国内外有大批的用户，通过该技术，我们不用花费大量时间进行重复的实验，只需在产品生产前对其进行有限元模拟分析即可找出最佳工艺参数，这大大节约了成本和时间^[8]。国内外众多相关领域的科研者，都利用cae技术对注塑成型工艺过程进行了参数优化。国内方面，严志云等人^[9]利用moldflow软件对塑料齿轮注射模浇注系统进行了设计；孙蒙蒙等人^[10]利用taguchi doe和 moldflow 对汽车内饰件注射成型工艺参数进行了优化；曹雄刚等人^[11]利用moldflow plastics insight（mpi）结合正交实验设计方法，对塑料齿轮的工艺参数进行了优化。国外方面，e oliaei等人^[12]，利用moldflow和ann方法对塑料勺子的翘曲和收缩缺陷进行了优化；b jain a r tony等人^[13]用pro/plastic advisor对正齿轮进行了参数优化；brunoos a等人^[14]利用moldflow对乳腺塑料件的注射成型参数进行了优化。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

基于pro/e软件建立塑料齿轮三维模型，确定pa66塑料齿轮成型方案，基于moldflow软件建立该齿轮的有限元模型，并进行齿轮的充模流动分析；确定齿轮的工艺参数优化方案，借助于模流分析结果，优化行塑料轮成型时的最佳模具温度、熔体温度、注射压力、保压力、注射时间工艺参数等，预测在不同成型工艺条件下成型齿轮的质量。

2.2 研究目标

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需的分析软件和cad软件。确定成型方案，完成开题报告。

第4周：基于pro/e软件创建该零件三维模型并确立其成型方案。

第5周：基于moldflow软件建立该零件充模流动有限元模型

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 曹宏深，赵仲治. 塑料成型工艺与模具[m]. 北京：机械工业出版社，1993.

[2] 齐晓杰. 塑料成型工艺与模具设计[m]. 北京：机械工业出版社，2005.

[3] 唐志玉. 塑料模现状及发展趋势[j]. 模具工业, 1996(5):35-38.