基于改进双响应曲面注塑成型稳健性设计

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1、基于改进的双响应曲面的注塑成型稳健性设计基于改进的双响应曲面的注塑成型稳健性设计基金项目：国家自然科学基金资助项目（51365038）；江西省科技支撑计划项目(20122BBE500044)；江西省高校科技落地计划项目(KJLD12058)；江西省研究生创新专项资金（YC2015-S058）资助.第一作者：宋本生，硕士，电话：15970611453，E-mail：m15970611453_1@sina.com.通讯联系人：辛勇，博士，教授，电话：13870052299，E-mail：xinyong_sh@sina.com.宋本生,辛勇（南昌大学机电工程学院，江西

2、，南昌，330031）摘要：注塑过程是一个复杂的多因素变化的动态过程，设计变量和质量特性成非线性变化，本文提出改进的双响应曲面方法结合稳健设计对其进行工艺优化。以体积收缩率的均值和方差值为优化目标，建立其双响应曲面模型，引入概率概念，以99%为目标函数的置信度，修正稳健设计模型，降低体积收缩率的均值和方差，提高生产过程能力，求解稳健设计的优化模型，得到最佳工艺参数组合。关键字：稳健设计；双响应曲面；工艺优化；注塑成型中图分类号：TQ320RobustdesignforPlasticinjectionmoldingBasedonAmodifiedDoubleres

3、ponsesurfacemethodSONGBensheng，XINYong(DepartmentofMechanicalandElectricalEngineering,NanchangUniversity,Nanchang330031,China)Abstract:Injectionmoldingisaprocessofmulti-factordynamicchange,thedesignvariablehasanon-linearrelationwithqualitycharacteristic.Inthispaper,amodifieddoubleres

4、ponsesurfacemethodwasproposedtooptimizetheprocessingparametersininjectionmolding.Theaverageandvariancesofvolumeshrinkagewereselectedastheoptimizationobjective,andthedoubleresponsesurfacemodelalsobeestablished.Theconceptofprobabilitywasintroduced,andtheconfidencecoefficientoftheobject

5、ivefunctionwassettledto99%,andtherobustdesignmodelwasmodified.Resolvetherobustdesignmodeltominimizetheaverageandvarianceofthevolumeshrinkage,Improvetheabilityofproductionprocessandthenthebestprocessingparameterswasobtained.Keywords:robustdesign;doubleresponsesurfacemethod;processopti

6、mization;injectionmolding.0.引言光学塑料镜片的发展，为现代光电系统及其产品的发展贡献了重要力量。注塑成型的光学塑料镜片，具有质量轻、体积小、非球面度良好等特点，易于大批量生产。在注塑成型过程中，光学镜片也容易产生双折射、流痕等缺陷[1-4]。在产品生产过程中，预定的设计变量的不确定性给产品质量带了不稳定[5-6]，因此众多学者将稳健性设计引入产品设计过程。虽然稳健性设计得到许多学者的研究和应用，但其也存在缺陷，比如未考虑设计参数之间的交互作用等，因此许多学者研究其与其他方法相结合减小缺陷。主要有正交实验、代理模型、粒子群算法、模糊理论

7、等方法。谭小红[7]等结合正交试验和响应面法研究PP细长杆注塑工艺稳健性工艺优化；王磊[8]等结合可靠性优化对双前桥转向机构进行稳健设计；朱大林[9]等结合遗传算法对导弹启控点的选择进行稳健性设计。上述方法虽然都可以应用于注塑成型工艺优化设计，但有不足之处：未考虑工艺条件的均值和方差的影响；分析计算过程繁琐，消耗时间常，成本大等。本文将结合双响应曲面方法和稳健性设计，并将响应曲面方法进行改进，对非球面光学塑料透镜进行注塑工艺研究。1.稳健优化设计在产品的生产制造过程中，影响因素可分为可控因素和不可控因素，即存在误差，具有不确定性。这些误差因素会影响产品功能的波动

8、，因此在产品设计和生产工