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《注塑成型工艺参数对制品体收缩率变化的影响及工艺参数.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第20卷第2期高分子材料科学与工程Vol.20,No.22004年3月POLYMERMATERIALSSCIENCEANDENGINEERINGMar.2004注塑成型工艺参数对制品体收缩率变化X的影响及工艺参数优化王利霞,杨 杨,王 蓓,申长雨(郑州大学橡塑模具国家工程研究中心,河南郑州450002)摘要:结合CAE及TaguchiDOE技术研究工艺参数对注塑制品体收缩率变化(制品中体收缩率的最大4)值与最小值的差值)的影响并获得优化的工艺参数以使制品的体收缩率变化最小。文中采用L9(3正交矩阵进行实验,并研
2、究了各个参数对制品体收缩率变化的影响程度,对于所选参数,保压压力和模具温度对注塑制品的体收缩率变化的影响较大。关键词:注塑成型;工艺优化;收缩率+中图分类号:TQ320.662 文献标识码:A 文章编号:100027555(2004)0220173204 注塑制品的收缩行为对最终尺寸和形状的CAE技术可用来模拟既定条件下熔体在确定起着重要的作用,制品的收缩率及分布是模具内的流动、传热情况,以验证模具设计和工衡量制品质量的重要指标。注塑成型制品收缩艺设置的合理性,对于大型、复杂的和尺寸要求率受几何参数、
3、材料性能参数及工艺参数等许精确的制品显得尤为重要。应用CAE分析设多因素的影响,其中成型工艺参数直接影响到计方案时,甚至可以没有制品和模具原型,并可模具内熔体的状态和最终制品的质量,获取优节省大量的时间和资金。化的工艺参数是成型高质量制品的前提。数值1.1 注塑成型充填后充填阶段熔体流动的控[1]模拟技术可以辅助工艺工程师优化工艺,但制方程目前CAE技术在工艺优化方面的应用仅仅是在注塑成型过程中,熔体在模具中流动的[1]反复验证2修改的过程,既浪费了时间,又只能动力学模型可表示为:得到合理解,而不是最优解。20
4、世纪90年代,5Q55+(Qõvx)+(Qõvy)=0(1)5t5x5x基于知识的专家系统可帮助提供工艺设计的智能建议和智能决策。然而,因为其自身的定性和5p-5(G5vx)=0(2)5x5z5z定量推理的不完整性,仅仅靠基于知识的专家5p55vy系统还难以给出优化解。近年来,研究者们采用-(G)=0(3)5y5z5z多种方法对工艺优化进行了研究,像传统优化5T5T5TQõCp(T)(+vx+vy)=技术、遗传算法、神经网络等。注射成型的非线5t5x5y性、多变量特性,使得其工艺的设置非常困难。55Ta2(J(
5、T))+GõC(4)本文结合CAE技术和DOE技术研究工艺参5z5z数对制品质量的影响并优化工艺参数。上述方程中:(x,y)——制品平面方向的坐标;z——型腔狭缝方向的坐标;(vx,vy)——坐标1CAE分析(x,y)方向的速度分量;t——时间;T——温X收稿日期:2003201224;修订日期:2003207201 基金项目:国家“十五”863项目资助(2002AA336120) 作者简介:王利霞(1969-),女,博士生,副教授.Email:lxwang@zzu.edu.cn©1995-2005Tsingh
6、uaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.174高分子材料科学与工程2004年 度;p——压力;Q——聚合物熔体密度;G——统计学工具。传统的方法是设置各个影响因子聚合物熔体粘度;Cp(T)——比热;J(T)——聚的水平组合,进行真实的实验并研究实验结果。合物熔体的热传导率。然而,多数情况下真实实验难以进行且有些质在充填和后充填阶段,聚合物在模腔中的量指标很难测量。所以,用多种解析和数值方法流动行为强烈地依赖于熔体的剪切粘度,这里来模拟真实实验。本文即利用注塑
7、成型充填ö后采用Cross2WLF粘度模型,p2v2T方程采用双充填的流动模拟代替真实实验进行模拟实验。域Tait经验方程。比热Cp(T)和热传导率J注塑制品质量受到很多因素的影响,而且(T)也采用如参考文献[1]中方程所描述的形这些变量的变化范围很广,即使采用CAE模式。拟,工作量也非常大。因此,如在实际实验中一1.2 体收缩率样,采用DOE技术可设计实验以减少实验次[3～5]体收缩率是聚合物材料线收缩的定性表数而获得足够的信息。这里采用Taguchi示。如果材料收缩是各向同性的,线收缩率近似DOE技术来设计
8、实验和计算各个工艺参数对等于体收缩率的三分之一。成型过程中制品在制品质量的影响,并通过一系列数值实验而得型腔中的非均匀的体收缩率是引起制品翘曲的到近似优化解。主要原因。型腔中制品的体收缩率变化(体收缩在TaguchiDOE中,应用正交矩阵是一种率的最大值和最小值的差值)越小越好,即,制同时研究多个工艺参数对制品质量影响的有效品的体收缩率越均匀越好。方法。首先,选定要研究的工艺参数,并设
