基于正交实验的注塑件成型工艺参数优化设计综述【文献综述】

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1、毕业论文文献综述机械设计制造及其自动化基于正交实验的注塑件成型工艺参数优化设计综述摘要阐述了注塑件成型工艺参数优化的概念及研究现状，主要包括国内学者在该领域所做的研究；优化设计中所涉及的设计方法，主要是正交试验法和Moldflow软件进行注塑成型质量分析的方法结合；当前注塑件成型工艺参数优化设计存在的主要问题及发展方向。关键字：正交实验、Moldflow、质量分析、参数优化1、注塑件成型工艺参数优化的概念及研究现状1.1概念注塑成型工艺优化问题定义注塑成型工艺优化是一个多变量多目标的优化问题。从数学角度看，工艺优化就是在注塑过程参数空间寻找可行的点，得到该

2、点对应一组可成型最佳或近似最佳制品质量的工艺参数。1.2研究现状注塑工艺参数优化注射成型的非线性、多变量特性使得其成型工艺的设置非常困难。不少研究者对成型工艺优化进行研究。一些研究者将以概率论和数理统计为基础的实验设计法与成型模拟技术结合分析工艺参数对制品质量的影响，并给出最佳的工艺参数水平组合。周大路等利用Moldflow实现了注塑件的流动分析，优化了浇道口的摆放位置[1]；贺华波,李红林,邓益民利用Moldflow软件对所设计的塑料笔筒的成形质量进行比较分析,最终得到最优的结构设计[2]；陈兰贞利用Moldflow和正交试验法结合优化工艺参数，是注塑件

3、产品曲翘量减小[3]；贺华波采用正交实验法和Moldflow仿真模拟实验相结合，对一旋盖产品的表面缩痕作了多成型工艺参数综合影响分析[4]；宋小辉，夏薇，王伟，唐旭东利用MATLAB语言庞大的计算功能对正交试验进行了程序设计,应用程序对三水平四因素的注塑件进行了工艺参数优化设计，得到了四个因素及它们的交互作用对翘曲的影响大小，以及各因素的最佳水平组合，并确定了各因素的进一步调整方向[5]；朱春东，李福涛，朱红艳从正交试验得到的最优工艺参数输人到MoldFlow进行变形分析条件下的翘曲变形情况，得出翘曲变形主要是由收缩不均引起的[6]；S.H.Tang使用正

4、交试验法使模具减少翘曲[7]；M.C.Song研究了注塑成型工艺参数对超薄壁塑料零件的影响[8]；Y.-M.Deng&D.Zheng&X.-J.Lu对插座的的注塑成型参数进行了优化[9]。为进一步的注塑工艺优化奠定基础。2、设计方法传统的注塑模设计基本凭借设计人员个人的知识和经验，模具设计、加工完毕后，需要花费大量的时问进行调试、修改，甚至可能由于无法挽回的一点失误使得整个设计报废，模具设计、加工的成本高，效率低。20世纪70年代以来，随着计算机技术的迅猛发展和普及，注塑模具CAD／CAE技术也随之推广。注塑模具CAD／CAE技术的发展和应用使模具设计、加

5、工的成本大大降低，效率则成倍提高，该技术的社会地位已得到充分的认可和重视。其中以Moldflow软件的应用最具代表性，它不仅能够模拟分析热塑性塑料熔体进入模具的流动过程，而且可以对塑料的浇口位置、压力分布、冷却过程以及注塑工艺条件等进行模拟分析。2.1　正交实验法(Taguchi法)“正交试验”是一种科学地安排与分析多因素试验的方法。该试验方法能够做到以下两点：1）在试验安排上尽可能的减少试验次数；2）在进行较少次数试验的基础上，能够利用所得的试验数据，分析出指导实践的正确结论，并得到较好的结果。是使我们的工作达到多块好省的一个工具。利用“正交试验法”可以

6、解决多因素、多水平及多指标这一类的试验问题。基本试验方法：一、取出试验的影响因素、水平，理出因素、水平表；二、在确定因素、水平之后，就要选一张合适的正交表来安排实验方案；三、按照制作的正交表进行试验；四、用正交表分析实验结果—极差分析，得出影响大的因素；五、得出结论[10]。2.2Moldflow软件进行注塑成型质量分析的方法Moldflow公司总部位于美国波士顿，是塑料分析软件的创造者，自1976年发行世界上第一套流动分析软件以来，一直主导着塑料CAE软件市场[11]。澳大利亚MOLDFLOW公司的Moldflow系统是一个率先推出的注塑模流动分析软件具

7、有流动分析、冷却分析、翘曲分析、收缩分析、结构应力分析、注塑机参数优化、气体辅助注塑分析、塑件纤维取向分析、中型面自动生成、热固性塑料流动与融合分析等功能的软件[12]。Moldflow的MPI/Flow模块将注塑成形从塑件、模具的设计到工艺参数的确定结合为一体,具体分析过程如下[13～15]。2.2.1　几何建模为计算充模阶段,必须给出一个求解区域。一个求解区域就是被确定的一个空间范围,在这个空间范围内建立数学模型并求解。也可在Moldflow2010软件内建模,也可通过软件的输入接口输入其他软件的模型文件。本次试验从SolidEdgeV20进行三维建模

8、，存为后缀为stl的文件，而后导入Moldflow2010。2.2