压气机树脂叶片注塑模具型腔反变形优化技术-航空制造技术.pdf

学术论文 RESEARCH 压气机树脂叶片注塑模具型腔反变形优化技术 Reverse Deformation Methodology for Resin Blade Injection Mold Cavity of Compressor 西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室 赵德中 汪文虎 崔 康 姚业建 [ 摘要 ] 针对航 空发动机低转速研 究用压 气机试 注塑模型腔对注塑件的成形精度具有很重要的影 验 台所 用树脂叶片注塑成型控 型的难题 ，提 出并研 究 响，在注塑模具的设计制造过程中，模具型腔的设计非 了树脂叶片注塑模具型腔反 变形优化方 法。首先 ，基 常重要 [2] 。模具型腔设计必须考虑对铸件收缩变形的 于反 变形原理 ，建立模具型腔反 变形优化数 学模型；通 补偿 [3] 。而目前，低转速研究用压气机试验台所用树脂 过数值模拟得 到叶片注塑位移场，进 而对模具型腔进 验证叶片的注塑模具型腔设计方面，采用经验性的综合 行优化 ；最后 ，通过仿真 实验验证 ，所提优化方法可有 收缩率设计型面，认为各点收缩率相同，显然不完全合 效提 高压气机验证叶片的制造精度 。 理，针对此，本论文提出基于叶片注塑仿真位移场的型 关键词 ：树脂 叶片　 注塑成型　数值模拟　型腔 腔反变形优化技术，通过对叶片注塑成型过程进行有限 优化 元数值模拟，得到叶片注塑仿真位移场，进而对模具型 [ABSTRACT] To solve the resin blade precision 腔进行虚拟修模，为低转速研究用压气机试验台所用树 control problem of low-speed research compressor of 脂叶片的注塑成型控型提供理论指导。 aeroengine, a reverse deformation optimization method is proposed. First, based on the reverse deformation 1　反变形优化方法 theory, the optimization model is established. On this 1.1　反变形原理 basis,the displacement field of resin blade is achieved 数值模拟和反变形技术已在实际生产中得到了较 through numerical simulation. Moreover, the mold cav- 广泛的应用。反变形方法是基于 CAE 的模拟结果，根 ity is optimized.Finally, a simulation sample application 据注塑件变形量的大小和分布对模具的形状进行修正， is presented for demonstration. And the result shows 使得注塑件在凝固收缩后的形状仍然满足几何精度的 that the method can control the deformation of the resin 要求。 blade and improve the manufacturing precision. 模具型腔反变形优化示意图如图 1 所示。其中图 Keywords: Resin blade Injection molding Nu- Q D （b）中 为经过注塑仿真后得到的截面线，△ 为注塑 merical simulation Cavity optimization 仿真计算得到的变形量；图（c）中 P 为下一次仿真的型 D D 腔截面线，它是在对 经过一个 △ 反变形后得到的。 航空