注塑件翘曲量化分析与成形工艺优化方法研究.pdf

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1、·53·注塑件翘曲量化分析与成形工艺优化方法研究刘红迎，雷曼(贵州大学，贵州贵阳550003)摘要：针对注塑件有限元翘曲分析存在的整体量化与工艺参数优化问题，通过二次开发实现了注塑件翘曲的综合量化。结合正交实验设计，得出影响翘曲大小的工艺参数贡献度，从而获得多参数优化组合，实现了注塑件翘曲优化。关键词：翘曲量化正交试验设计工艺参数优化．中图分类号：TQ320166+2文献标识码：A文章编号：1002—6886(2OlO)O5-0053一o3ResearchontheQuantitativeAnalysisofWarpagea

2、ndProcessParametersOptimizationforL~jectionMouldingLIUHongYing，LEIMillAbstract：Tosolvetheproblemofwarpagequantificationandprocessparametersoptimizationbasedonfiniteelementanalysis，itispro—posedthatamethodofquantitativeanalysisofwarpageandprocessparametersoptimizati

3、on．Thesensitivityofprocessparametersforwarpageisanalyzedbyorthogonaltest．Byoptimalcombination，theoptimalprocessparametersareworkedouttominimalwarpage．Keywords：warpagequantification；orthogonaltest；processparametersoptimizationO引言翘曲变形是指注塑制件的形状与模具型腔形状的偏离，该缺陷是大型塑料制件中常见

4、的缺陷之一。影响注塑制件翘曲变形的因素有很多，注塑过程中制件的收缩不均匀以及残余热应力是引起翘曲变形的重要因素，注塑过程的条件和参数对制件的翘曲变形均有明显的作用。季正伟等采用Taguchi实验设计(正交实验设计)方法结合CAE技术对制件翘曲进行了模拟，有效地优化了模具及工艺设计。l000100o．01000o1000E+05剪切速率[1／S】目前，大多数研究者均直接以有限元分析的翘曲结果图中的PP+10％GF黏度曲线最大值作为评价指标，该评价指标只能反映制件某个部位的翘曲变形，不能反映制件整体翘曲变形的严重程度。该零件具有

5、较大的长宽比，聚合物的成形工艺是影响制本文通过二次开发实现了制件翘曲量化，并以其作为评件翘曲的重要因素。应用CAE软件以默认工艺参数对其成价指标，运用CAE软件结合正交实验设计，获取了最优工艺型过程进行仿真分析。由于该制件的主要缺陷是翘曲，传统参数组合及工艺参数对翘曲的影响规律。的做法是根据仿真结果来修正相关工艺参数，重复进行仿真1模型准备与成形工艺分析从而得到更小的翘曲。此法主要存在着参数调整的方向与大小难以确定、模拟次数与时间大幅度增加、难以获得全局最制件三维模型如图1优解等一系列问题。所示，该件尺寸大且薄，产因此，需要

6、根据有限数量的仿真翘曲结果进行翘曲量品长宽高为140mill×40化，从而获取系统输入与输出的关系，应用正交试验来求解翘IYIITI×4r131q3，壁厚2mm，材曲的近似全局最优解。料为PP+10％GF，该材料转换温度135℃，黏度曲线图t制件三维模型2翘曲变形的离散程度表征如图2所示。在默认工艺参数作用下，应用CAE平台导出翘曲结果，基金项目：贵阳市科技重大专项[2OO9]筑科I合同字第1—4—8号。作者简介：刘红迎(1979一)，女，贵州大学讲师，硕士研究生，主要从事聚合物材料成形工艺、注塑模具设计等方面研究。收稿日期

7、：2010—9—14中国机械采购网·54-数据如表1所示，从中可以看出，变形后各个节点在X、Y、Z分析后，实验结果如表3所示，表中因素a,b、c、d,e分别对应轴三个方向偏离原始位置的距离表示为X_Comp，Y_Comp，与模具温度、熔料温度、注射时间、保压时间、保压压力，标准差Z_Comp，则节点的综合变形量可表示为：由前节定义的方法通过嵌入程序自动计算。l：~／X_Comp+Y_Comp+Z_Comp表3正交实验表及翘曲标准差表1翘曲部分数值结果本文以节点变形距离的标准差表征翘曲变形程度，即———L√(1一f)其中n为变

8、形节点数，f为第i个节点变形距离，f为平均变形距离。采用Vbscript开发了计算翘曲变形标准差算法，嵌入到CAE平台中，可容易实现对制件网格节点翘曲标准差的汁算。3成形工艺参数的正交实验设计影响制件翘曲的成形工艺参数主要包括模具温度、熔体如果把各参数不同水平下实验结果均值的最大值和最温度