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摘要：复杂的变量和相对于冷却通道在非矩形的塑料注射模具的参数的设计进行了研究。矢量和简单的数学计算是用来解决与由不同几何尺寸的成形品引起的冷却通道部署相关的问题的。此外，基本的几何形状特征的表面符号和数据库也分别被建立。接着，基本几何特征的表面将被用来组成和传递一矩形塑料平面为基础的模制产品的形状。等效面积转换的概念也引入来简化模型的选择和含有温和形状变化的非矩形塑料平面的冷却通道的部署。在第一阶段冷却时间的优化是基于能量平衡的。一个简明的公式被使用，其中经验算法被作为设计优化的约束条件，以找到最佳的冷却时间及所需的最佳几何因素的制约。然后，通道部署的优化被推导出来实现模具的快速和均匀冷却的要求。在本文提出的方法能够通过转换为等效的矩形区域的方法处理非矩形塑料平板产品。该方法简化了热源的非均匀分布所造成的模制产品的通道部署问题，并减少试验的实例和错误。此外，提出了系统的框架的方法能够完成比常规的有限差分法更快的优化，从而节省了在设计该冷却通道所花费的时间并且更快得完成成品快速和均匀的冷却。 23326
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关键词：注塑模具，能源平衡，优化设计
介绍：冷却过程中获得最佳的冷却系统和操作条件的设计在注塑过程中是非常重要的，因为它们影响了模制产品的质量和该方法的生产效率。一个有效的冷却系统的设计可以减少冷却所需的时间。均匀冷却可以改善像模具产品的收缩率，热残余应力和翘曲变形的这些缺陷。因此，最佳的冷却系统的设计必须实现在同一时间可以达到最短的冷却时间和均匀冷却的目的。在与冷却过程有关的注射成形过程中有一些参数。影响模制品的均匀冷却的最重要的因素是冷却系统通道的部署。一个设计良好的散热通道部署，再加上适当的操作的条件下，可以实现快速，均匀冷却的目标，从而缩短流程周期，提高模具产品的质量。论文网
到了20世纪80年代初，研究注意力转向了冷却系统和模腔之间的热相互作用。在此期间，大部分模拟程序只处理的一文或二文的平均稳态分析或准稳定状态的周期的分析。使用的方法包括有限差分法，有限元法和周期平均边界元法。出现在1985年以后发表的研究报告的一般分析步骤已经采用了所谓的两阶段或三阶段分析。最初的分析大多使用形状因子的方法来评估所述冷却系统的效率。此时的分析结果已经在冷却系统的操作条件和位置和冷却通道的大小的基础上被控制。这些分析方法都是一文或二文的稳态或准稳态分析。1990年以后许多成品仿真分析软件包面世，包括磁电容，MOLDCOOL，MOLDTEMP，POLYCOOL2，和C-COOL3D。这些分析方法包括有限差分法，有限元法，边界元法。有时有限元法和形状因子的方法是组合使用的。这些分析方案是随着内存空间和CPU时间的减少而发展的，并试图生产出符合现实情况的分析结果。本文结合了能量平衡和实证的算法来构建系统模块。它还使用矢量和简洁的数学计算来处理这样一个复杂的系统并且摆脱了复杂的数值计算和分析。
按照惯例，在无数次“摸着石头过河”之后模具制造是依靠经验和直觉的。因此，它经常导致性能和经济的负担。如今，由于计算机的飞速发展，模具可以通过理论和数值方法设计，其结果可以预见，或通过模流打包的软件直接模拟，从而提高成本效益及产品质量。在数值计算方法中，有限元法比有限差分法有更好的稳定性和收敛性。但它也具有更复杂的理论，需要更大的计算机存储空间。虽然被业界采用的打包软件能够迅速解决了模具设计的问题，它不能有效地帮助工程师简化系统的复杂性和模糊性。此外，实际上进行仿真的打包软件只能够解决设计中遇到的问题的60％〜70％。“摸着石头过河”的这一部分是不可避免的，而且工程师在设计中缺乏经验仍然是一个有影响的变数。使用矩形塑料平为研究对象，本文简化了模具中冷却通道部署的设计中遇到的设计变量和影响力的参数，以帮助设计工程师快速完成关于冷却通道的设计，获得最佳的冷却时间，冷却通道部署的最佳流程和程序的编写。这个概念被采用以简化的冷却通道在注射模具中的部署。本研究结合简洁的能量平衡算法，形状因子和经验的价值来构造作为冷却通道的优化配置的设计的参考模块的模块化关系。