基于移动最小二乘响应曲面的注塑件工艺优化

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1、上海交通大学硕士学位论文摘要基于移动最小二乘响应曲面的注塑件工艺优化摘要如何改善注塑件的翘曲变形是困扰工程师的一大问题，仅仅依靠传统的经验、技术诀窍和不断尝试，仍不能有效地解决问题。本文在对注塑成型过程进行数值模拟的基础上，研究了工艺参数对制品质量的影响，提出了基于移动最小二乘拟合响应曲面法，应用到注塑成型工艺优化上，建立了工艺参数和翘曲变形之间的非线性映射关系，并用现代寻优算法得到了降低翘曲变形的优化工艺参数。在此基础上，还尝试对产品结构进行了优化。论文的主要工作包括：1．建立了准确、可靠的翘曲CAE仿真模型

2、。以典型电气外壳件为研究对象建立仿真模型，对注塑成型过程进行CAE模拟，得到翘曲变形结果。完成了注塑成型实验，对注塑实验得到的外壳件用三坐标测量仪进行测量，并将测量结果与CAE模拟结果进行对比，验证了对此类塑件注塑成型过程模拟的可靠性。2.综合评价了多个工艺参数对注塑翘曲变形的影响。利用田口正交方法研究了工艺参数对注塑过程翘曲变形的影响，通过方差分析得到了影响翘曲变形的显著性因素。结果表明：熔体温度和保压压力对翘曲变形的影响程度最大，而注射时间、模具温度、保压时间对翘曲变形的影响程度很小。3.提出了基于移动最小

3、二乘法拟合响应曲面的方法，并通过算例验证了该算法的准确性。将对翘曲变形影响显著的熔体温度和保压压力作为设计变量，最大翘曲变形量作为优化目标，用基于移动最小二乘法的响应曲面模型建立了从注塑工艺参数到翘曲变形的非线性映射关系。4.实现了基于粒子群优化算法的工艺参数优化。采用粒子群优化算法，结合响应曲面模型对工艺参数进行优化，使得翘曲变形量更小。结第I页上海交通大学硕士学位论文摘要果表明：对本文研究的案例，模具温度为100℃、熔体温度为290.14℃、注射时间1.3s、保压压力为98.87MPa、保压时间8s时，塑件

4、发生的翘曲变形量最小，注塑工艺优化经优化后翘曲变形量减少了44.8%。5.为了进一步降低翘曲变形量，对产品的结构设计进行了优化。重点研究了塑件壁厚和加强筋设计，得到了优化的设计变量组合，结果表明：当塑件厚度t为1.6mm，在塑件内部的四角各添加4条加强筋，每条加强筋的长、宽、高分别为30mm、0.96mm、4.8mm、两条加强筋之间的间距为4.8mm时，塑件成形后发生的翘曲变形量最小。通过工艺优化与结构优化设计后，总翘曲变形量与未优化前相比减少了80.4%，取得了满意的优化效果。关键词：注塑成型，翘曲，工艺优化

5、，移动最小二乘，响应曲面，粒子群第II页上海交通大学硕士学位论文ABSTRACTPROCESSOPTIMIZATIONOFINJECTIONPARTBASEDONMOVINGLEASTSQUARESRESPONSESURFACEMETHODABSTRACTHowtoreducethewarpageisalwaysbotheringtheengineers.Onlyrelyingonexperience,skillsandtrialscannotsolvetheproblem.Thisstudyfocusedon

6、theresearchofprocessingparameters’impactonthewarpageofplasticpartbasedonCAEsimulation.Aresponsesurfacemodelbasedonmovingleastsquaresmethodwasproposedtobeappliedontheoptimizationoftheprocessingparametersinordertosetupapredictionmodelbetweenwarpageandprocessin

7、gparameters.Theparticleswarmoptimizationmethodwasusedtosearchfortheminimumwarpagevalueanditscorrespondingprocessingparameters.Themainworkofthestudyincludes:1.AnaccurateandreliableCAEsimulationmodelwassetup.Atypicalelectrichousingpartwaschosenasthestudyobject

8、.ThewarpageresultfromtheCAEsimulationwascomparedwiththeactualpart’swarpagemeasuredfromCMM.TheresultprovedthereliabilityoftheCAEsimulationforthiselectrichousingpart.2.Theimpactsofdifferentprocess