接插件精密注射成型工艺参数的优化研究.pdf

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1、朱刚，等：接插件精密注射成型工艺参数的优化研究35接插件精密注射成型工艺参数的优化研究水朱刚孙锡红(上海理工大学，上海200093)摘要以精密注射成型聚酰胺66(PA66)／玻璃纤维(GF)接插件为例，采用正交试验和CAE模拟相结合的方法，对影响精密注塑制件收缩率的主要工艺参数进行优化，得到最佳工艺参数组合，并根据PA66／GF的P—V—T曲线，对注射成型的保压阶段进行优化设计，进一步改善了制件的成型收缩率，有效解决实际生产中靠经验确定参数所带来的产品质量不稳定的问题，提高了生产效率和制件质量。关键词精密注射成型正交试验P—V—T曲线Moldflow收缩率随着光纤通信、计算机、

2、航天航空等工业逐渐向发生降解。轻量化方向发展，设备零件趋于小型化、高精度、高性能和轻量化，迫切需要大量精密塑料件来代替传统的金属件，因此，提高塑料件尺寸精度成为塑料行业的重要攻关方向。塑料制件要取代高精密的金属零件，常规的注塑工艺是难以胜任的，于是精密注射成型工艺就孕育而生了。收缩、翘曲、缩痕是塑料注射成型式很容易出现的缺陷，这些缺陷与制件在冷却时的体积收缩率和在填充时的热应力有关。要使图1接插件装配件实体图一个注塑制件达到要求的质量，就要对它的收缩率1．23D模型的导入及网格处理和变形量有准确的分析，这样才能降低报废率，达到首先在Pro／E软件中对制件3D建模，然后将好的经济

3、效益。因此有效地控制注塑制件的收缩在3D模型导人到Moldflow中，进行网格划分，其匹配率达到90．3％，能达到较好的仿真精确性]。考虑精密注射成型中是一项很重要的工作。笔者以某通讯接插件为例，用正交试验结合所到生产率及生产量的问题，采用一模两腔，其网格划选材料的P—V—T曲线的方法来优化注射成型工分后的模型如图2所示。艺参数，以减少注塑制件的收缩率，提高成型精度。1工艺参数的优化1．1塑料件及材料的选择笔者所用的分析案例为某接插件的装配件，见图1。产品尺寸为24mm×10mm×1mm，局部最小幽2接插件装配件的网格划分厚度达到0．1mm，其中还有30个与金属线针相配1．3试

4、验设计及成型模拟合的矩形小孔，最小尺寸(孔宽)为0．33mm，要求本试验设计的目标值是制件的成型收缩率，其有较高的尺寸精度和装配精度，是典型的精密件。评价标准是成型收缩率越小越好。收缩的主要类型材料采用DuPont公司牌号为Zytel70G30HSLR有热收缩、相变收缩、取向收缩、压缩收缩l2]。热收NC010DAM的聚酰胺66(PA66)，其含30％的玻璃缩是指处于高温的聚合物熔体及模具型腔在加热或纤维(GF)。PA66／GF性能优良，常用于制备电器冷却时产生的收缩，是成型材料与模具材料所固有接头，电线电缆包覆等制件。在PA66／GF注塑中存的热物理特性，受模具温度的影响较大

5、。相变收缩在四大问题：流动性差、收缩率大且各向异性明显、是指结晶性树脂在定型过程中结晶时比热容减少而性能易出现波动、制件表面粗糙度大。且PA66／GF引起的收缩。取向收缩是指成型材料熔融充模时分成型过程中，PA66／GF的成型温度不能太低，否则由于熔料的流动性差而产生充模不足，GF分散不2008上海市教委重点课程建设项目好；但温度也不能太高，因为过高的温度会使熔料易收稿日期：2010．03．0536工程塑料应用2010年，第38卷，第5期子链在流动方向上取向，冷却时大分子重新卷曲恢对较小。复在取向方向产生的收缩。分子取向程度与注塑压根据表2的模拟结果，可以得到最佳的工艺参力、注

6、射速率、树脂温度及模具温度等有关。影响制数组合为ABc：D：。该参数组合在已经进行过的件成型收缩的因素有很多，综合各项工艺参数对成试验组合中没有出现，故根据该组合，利用Moldflow型收缩率的影响程度，笔者选取模具温度、熔体温进行模拟，最后得到制件收缩率为6．952％，比上述度、保压压力、注射速率4个参数作为正交试验的因9次试验得到的制件收缩率都小。素。2利用聚合物的P——关系改善成型收缩率在正交试验设计的过程中，因素的取值范围相2．1P—V—T优化方法原理当重要，这不仅关系到所选范围是否含最优解或聚合物的P—V—T关系，即聚合物的压力次优解，也影响到优化过程中的搜索效率。根

7、据(P)、比容()、温度()之间的关系，作为注塑过程Moldflow材料库中所推荐的成型工艺参数，确定工的基础研究，对注射成型有着深远的影响，其结果不艺参数的调整范围如下：模具温度70～110~C，熔体但可以用来说明注射成型过程中压力、密度、温度等温度270～310oC，保压压力70％～90％(指保压压相关的现象，还可以用来分析制品加工可能产生的力占填充压力的百分比)，注射速率8—18cm／s。翘曲、收缩、气泡等缺陷的原因。对聚合物的P—V具体的因素和水平设置见表1。根据表1数据及正一关系进