基于正交试验法塑料齿轮浇注系统优化及收缩分析.pdf

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1、第42卷，第9期工程塑料应用V。·’No．632014年9月ENG1NEERINGPLASTICSAPPLICATIONSep●2014doi：lO．3969／j．issn．1001-3539．2014．09．016基于正交试验法塑料齿轮浇注系统优化及收缩分析游彦茹，刘泓滨，高利(昆明理工大学机电工程学院，昆明650500)摘要：以塑料齿轮为研究对象，在CAD软件UG中建立齿轮模型。应用Moldflow分析工具，选用聚甲醛(POM)材料，采用点浇口填充方式，以注射成型质量中的翘曲变形量和体积收缩率为质量指标，运用CAE模拟技术结合正交试验，分析塑料件结构、

2、浇12个数和浇口尺寸3因素对塑料件质量的影响规律。用极差分析法分别研究产生最小翘曲变形量和体积收缩率时的最优因素。运用多目标综合平衡法，选出同时满足最小体积收缩率和翘曲变形量的因素组合，并对最优参数方案进行模拟验证，进而得出最优浇注系统方案。关键词：塑料齿轮；浇注系统；翘曲；体积收缩；综合平衡法中图分类号：TQ320．66文献标识码：A文章编号：1001．3539(2014)09．0063．05OptimizationofGatingSystemandShrinkageAnalysisofPlasticGearBasedonOrthogonalExperi

3、mentalMethodYouYanm，LiuHongbin，GaoLi(FacultyofMechanicalandElectricalEngineering，KunmingUniversityofScienceandTechnology，Kunming650500，China)Abstract：Takingplasticgearastheresearchobject，thegearmodelwasestablishedinUG．WithapplicationofMoldflowanalysistool，choosingthePOMasrawmateri

4、al，feedingbypinpointgate，thewarpageandvolumeshrinkagerateintheinjectionmoldingweretreatedasqualityobjective．Theo~hogonalexperimentalmethodandCAEtechnologywereappliedtostudytheefectsoftheplasticpansstructure，thegatenumberandgatesizeonthequalityoftheplasticpans．Twooptimumparameterco

5、mbinationsforwarpageandvolumeshrinkagewereobtainedbyrangeanalysis．Theprocessparametercombinationgivingattentiontobothwarpageandvolumeshrinkageisselectedbyintegralbalancemethod，andtheoptimizedprocessparameterisverifiedbysimulation．Keywords：plasticgear；gatingsystem；warping；volumeshr

6、inkage；integralbalancemethod塑料齿轮是近50年来发展起来的一种具有质为5O，齿宽为5mm，压力角为20。，中心孑L直径为轻、惯性小、噪声低、自润滑性好等特点的新型非金10mm，键槽为4mm×4mm。用C表示塑料件属齿轮。塑料齿轮的加工方式有切削加工和非切结构模型，cl的结构模型为未设置加强筋，C2和削加工两类，非切削加工又包括压缩成型和注射成C3的结构模型分别设置了不同个数对称错开的加型等方式，精密塑料齿轮加工主要采用注射成型ll】。强筋。均通过UG对齿轮进行建模，以．IGS格式导浇注形式和成型工艺的不同会对塑料件的注射成型入M

7、oldflowCADDoctor2012中对模型进行修改，过程产生不同影响，进而影响塑料齿轮的收缩及翘将修好的模型用Moldflow采用双层面网格对模型曲，并影响产品质量。笔者采用数值分析模拟及正划分网格，网格边长均为3mm，经修改最大纵横比交试验相结合的方式，运用Moldflow模拟研究不同为6，网格匹配率在95％以上。3种不同塑料件结塑料件结构、浇口个数和尺寸对塑料齿轮翘曲及体构模型如图1所示。积收缩的影响，从而指导塑料齿轮注塑模浇注系统1．2不同形式浇注系统设计的设计。先对3种结构模型进行浇口位置分析，如图21模型结构及浇注系统所示。经分析，3种塑件

8、结构(C1，C2，C3)最佳浇1．1塑料齿轮模型结构及处理口位置均