基于Moldflow的汽车操纵杆注塑成型质量分析与优化

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1、工程硕士学位论文基于Moldflow的汽车操纵杆注塑成型质量分析与优化作者姓名江丽珍工程领域机械工程校内指导教师刘亚俊教授校外指导教师曹剑高级工程师所在学院机械与汽车工程学院论文提交日期2018年5月30日TheinjectionmoldingqualityanalysisandoptimizationofoperatingleverbasedonMoldflowADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：JiangLizhenSupervisor：Prof.Liu

2、YajunSeniorEngineerCaoJianSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China摘要塑料制品在注塑成型过程中总会出现各种成型缺陷，尤其像操纵杆这种外形复杂、壁厚不均匀还带有较多突出形状的较长的注塑件，不可避免地会产生很多熔接线，也特别容易出现填不满和较大的翘曲变形。当注塑件出现缺陷时，目前企业中的传统做法都是依靠工程技术人员积累的丰富的经验，不断地尝试调整注塑工艺参数，及反复地修模和试模，如此花费的制模周期长、成本高。而在模具制造前引入CAE技术，可以直接在计

3、算机上对模具设计方案进行直观的模拟仿真，预测出可能出现的缺陷，相应地可以进行设计改进，从而实现对模具设计和生产做出有效地指导。针对某汽车操纵杆注塑时出现的填不满、熔接线和翘曲变形等问题，以注塑成型CAE仿真分析软件Moldflow进行整个注塑成型过程的数值模拟。根据模拟结果，对原有的浇注系统和冷却系统提出改进方案，通过比较不同方案下的填充情况、熔接线和翘曲变形量等质量指标，得到了最佳的浇注系统和冷却系统设计方案。运用正交试验的优化方法和数值模拟，以最小翘曲值为优化指标，研究熔体温度、模具温度、注塑时间、保压压力和保压时间五个

4、工艺参数对操纵杆的翘曲变形量的影响趋势，经过极差计算分析，确定各工艺参数对翘曲变形的影响顺序为：保压时间>注塑时间>模具温度>熔体温度>保压压力，最优工艺参数组合为A2B1C4D5E5，即熔体温度177℃、模具温度60℃、注塑时间5.5s、保压压力为90%填充压力、保压时间10s。模拟验证结果显示：翘曲变形量下降到1.628mm，符合装配规定要求，熔接线缩短且变淡。最后在工厂以优化后的浇注系统、冷却系统和工艺参数进行实际试模实验，试模获得的操纵杆填充饱满、表面无明显熔接线，翘曲变形经测量也在装配规定范围内，符合客户质量要求。

5、关键词：注塑成型；汽车操纵杆；正交试验；Moldflow；翘曲变形IAbstractPlasticproductswillalwayshavevariousmoldingdefectsintheprocessofinjectionmolding.Especially,thelonginjectionpartwithcomplexshape,unevenwallthicknessandmoreprominentshapessuchasoperatinglever,inevitablygeneratesmanyweldlines

6、,fillinsufficientlyandlargerwarpage.Wheninjectionmoldingpartsaredefective,thetraditionalpracticesinenterprisesatpresentdependontherichexperienceaccumulatedbyengineersandtechnicians,constantlytryingtoadjustinjectionmoldingprocessparameters,andrepairmouldsandtrialmou

7、ldsrepeatedly,sothemoldmakingcycleislongandthecostishigh.Thelead-inofCAEtechnologybeforemoldmanufacturingcandirectlysimulatethemolddesignplanonthecomputer,predictpossibledefects,andimprovethemolddesignaccordingly.Thus,thedesignandproductionofthemoldcanbeeffectively

8、guided.Aimingattheproblemssuchasfillinsufficiently,weldlineandwarpageininjectionmoldingofacar'soperatinglever,numericalsimulationofthewholeinject