【正文】 BS和HIPS)和3種半結(jié)晶材料(PBT、PBT+30%GF和HDPE)，就加工參數(shù)的變化對(duì)注塑件收縮的影響作了系統(tǒng)研究。.。此外，應(yīng)用Taughci方法優(yōu)化了工藝條件，降低了制件翹曲。研究了工藝參數(shù)對(duì)制品收縮的影響，并獲得優(yōu)化的工藝參數(shù)。Liu瀏等采用Taguchi方法對(duì)Ps材料進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，關(guān)注的工藝參數(shù)包括嵌件尺寸、注塑壓力、熔體溫度、保壓壓力、模具溫度和注射速度，發(fā)現(xiàn)對(duì)熔接線強(qiáng)度影響最劇烈的因素是熔體溫度，%6，其次為模具溫度和保壓壓力，分別占到17. 7%%，而嵌件幾何尺寸、注射壓力以及注射速度的影響很小。一些研究者認(rèn)為增加溫度會(huì)增加熔接線強(qiáng)度，而有些研究者則得出了相反的結(jié)論。Liullsl采用正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，對(duì)熔接線的強(qiáng)度進(jìn)行了研究。在利用工藝模型靜態(tài)確定了工藝參數(shù)最優(yōu)值之后，對(duì)注塑成型過(guò)程進(jìn)行閉環(huán)控制，利用在線測(cè)量值與當(dāng)前工藝參數(shù)最優(yōu)值之間的偏差進(jìn)行調(diào)節(jié)以保持各個(gè)工藝參數(shù)值的相對(duì)穩(wěn)定，同時(shí)，計(jì)算機(jī)還根據(jù)在線測(cè)量值對(duì)當(dāng)前工藝參數(shù)最優(yōu)值進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，使靜態(tài)工藝參數(shù)最優(yōu)值變?yōu)閯?dòng)態(tài)工藝參數(shù)最優(yōu)值，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的工藝參數(shù)最優(yōu)值。而且，對(duì)于大型復(fù)雜的制品，由于工藝模型及幾何模型的復(fù)雜性，CAE分析時(shí)間較長(zhǎng)，限制了其在工藝優(yōu)化及控制方面的應(yīng)用。圖13 注塑成型控制系統(tǒng)總圖質(zhì)量控制的主要困難有兩方面，其一質(zhì)量的在線檢測(cè)存在很大的困難，因?yàn)榕袛嘀破焚|(zhì)量(如檢查表面質(zhì)量和測(cè)量尺寸等)需要很長(zhǎng)時(shí)間，而在線測(cè)量需要在短時(shí)間內(nèi)快速判斷制品質(zhì)量。注塑成型控制總體結(jié)構(gòu)如圖13，整個(gè)控制系統(tǒng)包括了三層控制。溫度和壓力為兩個(gè)主要狀態(tài)變量，目前的狀態(tài)變量監(jiān)控研究主要集中在溫度和壓力的監(jiān)控上，也有關(guān)于熔體豁度的監(jiān)控。因此，如何提高注塑制品質(zhì)量和性能成為該領(lǐng)域的重要研究課題。當(dāng)然，這些參數(shù)雖然被劃分在不同的范圍內(nèi)，但是相互之間有著密切關(guān)系，互相產(chǎn)生影響。注塑成型是一個(gè)多變量的過(guò)程，在注塑成型過(guò)程中，影響制品質(zhì)量的因素可以分為四類:機(jī)器參數(shù)、材料參數(shù)、工藝參數(shù)和擾動(dòng)。從注塑成型加工的周期過(guò)程中，可以看到，螺桿在塑化和注射時(shí)，均要發(fā)生軸向位移，同時(shí)螺桿又處于時(shí)轉(zhuǎn)時(shí)停的間歇式工作狀態(tài)，因此形成了螺桿塑化過(guò)程的非穩(wěn)定性。這就是冷卻過(guò)程。注射一結(jié)束，由于熔體和模具的熱傳導(dǎo)，型腔內(nèi)的熔體開始固化。這一整個(gè)過(guò)程稱為塑化過(guò)程。首先聚合物顆粒在轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿的輸送作用下不斷沿螺槽方向向前運(yùn)動(dòng)，同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的螺桿把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能，使聚合物顆粒得到軟化和熔解。注射成型又稱注射模塑或注塑，是塑料加工中重要的成型方法之一，其技術(shù)已發(fā)展的相當(dāng)成熟，且應(yīng)用非常普遍，注塑制品已占領(lǐng)塑料制品總量的30%以上，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用?；贒OE法的注塑成型工藝仿真優(yōu)化畢業(yè)論文目錄 引言 1 注塑成型工藝過(guò)程簡(jiǎn)介 1 2 注塑成型工藝優(yōu)化國(guó)內(nèi)外研究概況 4 62. 注塑成型工藝參數(shù)影響性分析 8 壓力參數(shù)分析 8 8 8 塑化壓力（背壓） 8 溫度參數(shù)分析 9 9 9 9 9 10 103. 基于DOE法的注塑成型仿真優(yōu)化 11 12 moldflow軟件簡(jiǎn)介 12 正交實(shí)驗(yàn)助手介紹 12 14 17 17 18 19 22 Moldflow與正交表的數(shù)據(jù)結(jié)合分析 22 284. 模具設(shè)計(jì) 31 31 31 31 32 分型面的確定 33 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 33 成型零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 37 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 38 38 開模行程的校核 39 推出脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 40 41 排氣系統(tǒng)與冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 435. 結(jié)論 44： 44： 44謝 辭 45參考文獻(xiàn)： 46桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)報(bào)告專用紙 第47頁(yè)共46頁(yè)1. 緒論 引言隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高以及加工方法的改進(jìn)，塑料這一20世紀(jì)才發(fā)展起來(lái)的新材料已經(jīng)在我們的日常生活中占據(jù)了重要的地位，成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中不可缺少的一部分。 注塑成型工藝過(guò)程簡(jiǎn)介注塑成型加工過(guò)程是一個(gè)循環(huán)的周期過(guò)程，一般包括三個(gè)階段，即注射階段、保壓及壓實(shí)階段、固化及冷卻階段。聚合物材料在螺桿剪切熱與料筒外部熱源的作用下很快塑化并熔融，轉(zhuǎn)變成粘流體并存貯在料筒前端的區(qū)域(即存料區(qū))。此后有一螺桿的靜止階段，然后隨著螺桿向前運(yùn)動(dòng)，熔化的物料通過(guò)噴嘴一模具澆道一成型模腔系統(tǒng)的通道，將螺桿頭部的塑料熔體注入模具型腔中。由于固化和冷卻的作用，制品會(huì)發(fā)生收縮，因此為了補(bǔ)充收縮必須在一定的壓力作用下，補(bǔ)充物料，這一過(guò)程稱為壓實(shí)一保壓過(guò)程。在冷卻過(guò)程中，在螺桿內(nèi)同時(shí)發(fā)生了塑化過(guò)程。螺桿在不同階段的運(yùn)動(dòng)如圖12所示。其中機(jī)器參數(shù)同注塑成型機(jī)直接相關(guān)用以表征機(jī)器的機(jī)械特征，它包括:料筒溫度、噴嘴溫度、液壓系統(tǒng)背壓、螺桿旋轉(zhuǎn)速度、模具溫度及注塑機(jī)和模具的幾何特征等。機(jī)器參數(shù)、材料參數(shù)決定了工藝參數(shù)。注塑成型是復(fù)雜的多變量、非線性且具有周期性的非穩(wěn)態(tài)過(guò)程。初期的狀態(tài)控制主要針對(duì)單個(gè)變量，選用對(duì)整個(gè)成型周期或?qū)δ硞€(gè)階段影響最大的工藝參數(shù)，例如熔體溫度或型腔壓力，或者針對(duì)某個(gè)特定目標(biāo)選擇單個(gè)工藝參數(shù)作為控制變量，而不考慮工藝參數(shù)之間的相互影響。內(nèi)環(huán)提供對(duì)機(jī)器參數(shù)的控制，如料筒溫度、背壓、螺桿轉(zhuǎn)速、模具溫度等，內(nèi)環(huán)控制一般由機(jī)器供應(yīng)商提供。其二注塑過(guò)程條件和質(zhì)量之間的關(guān)系復(fù)雜，沒(méi)有現(xiàn)成的工藝模型。Huaye基于商業(yè)化CAE軟件CMOLD，分別采用模擬退火法和遺傳算法實(shí)現(xiàn)了注塑成型工藝優(yōu)化，使制品質(zhì)量得到極大的改善。等應(yīng)用ANN技術(shù)建立工藝參數(shù)和制品質(zhì)量指標(biāo)之間的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)關(guān)系模型，并采用自適應(yīng)優(yōu)化算法優(yōu)化工藝參數(shù)。Malguarneral’“考察了熔體溫度、模具溫度、注射速率、注射壓力對(duì)一般商用PS、耐沖擊PS，即等熱塑性塑料熔接線拉伸強(qiáng)度的影響，認(rèn)為對(duì)于玻璃化聚合物和表現(xiàn)出屈服的無(wú)定型聚合物，熔體溫度和模具溫度是影響熔接線拉伸屈服強(qiáng)度的主要因素，而注射速率和注射壓力影響不大。Hashmei0zl研究發(fā)現(xiàn)，SMA熔接線的強(qiáng)度隨溫度的升高呈線性降低趨勢(shì)。如何建立起熔接線強(qiáng)度與工藝條件的定量關(guān)系是目前該領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外的研究仍面臨的問(wèn)題。MingchliiHuna等12刀應(yīng)用Taugchi實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，通過(guò)CMOLD數(shù)值模擬代替實(shí)際實(shí)驗(yàn)，分析了工藝參數(shù)對(duì)薄壁件翹曲的影響。實(shí)驗(yàn)中考慮了模具溫度和熔體溫度的交互作用以及熔體溫度和注射時(shí)間的交互作用。發(fā)現(xiàn)結(jié)晶型材料HDPE比無(wú)定型材料GPS和ABS收縮率高，對(duì)于HDPE，垂直流向收縮率比平行流向收縮率大，而GPS和ABS則剛好相反。作用對(duì)一個(gè)薄壁電話外殼收縮、翹曲的影響及工藝優(yōu)化，研究發(fā)現(xiàn)保壓壓力是影響收縮和翹曲的最重要參數(shù)。由于沉降斑測(cè)量存在一定的困難，目前對(duì)于這方面的研究較少。ott。研究工藝參數(shù)對(duì)制品質(zhì)量的影響關(guān)系，確定工藝變量對(duì)制品質(zhì)量指標(biāo)的影響度，是選取控制變量、抽取工藝特性數(shù)據(jù)及制品質(zhì)量特性數(shù)據(jù)、建立工藝參數(shù)與制品質(zhì)量之間的關(guān)系模型的前提。注塑制品的質(zhì)量受多種因素的影響，而工藝條件直接影響著熔體在型腔中的流動(dòng)狀態(tài)及最終制品的質(zhì)量。而CAE技術(shù)的發(fā)展，使得其能解決實(shí)際生產(chǎn)中無(wú)法解決的問(wèn)題。工藝參數(shù)及其重要交互作用對(duì)一維流動(dòng)平板重量及其平行流動(dòng)方向和垂直流動(dòng)方向上收縮、強(qiáng)度的影響規(guī)律。表面質(zhì)量是影響外觀質(zhì)量的重要缺陷。本文基于前面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及規(guī)律分析，應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立了工藝參數(shù)對(duì)質(zhì)量指標(biāo)的影響關(guān)系模型，為質(zhì)量控制技術(shù)提供了工藝模型。2. 注塑成型工藝參數(shù)影響性分析注塑成型過(guò)程中主要有三方面的工藝條件控制，與壓力有關(guān)的條件有:充填壓力、保壓壓力和塑化壓力(又稱為背壓):與溫度有關(guān)的條件有:機(jī)筒溫度、模具溫度及熔體溫度。 壓力參數(shù)分析 壓力與塑件的許多特性有關(guān)，提高注塑壓力有助于熔體充模，增加塑件密度，減少塑件收縮，并提高尺寸穩(wěn)定性等。在注射成型的保壓補(bǔ)縮階段，保壓壓力對(duì)模腔內(nèi)塑料熔體進(jìn)行壓實(shí)以及維持向模腔內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)料流動(dòng)。一般來(lái)講，保壓壓力對(duì)制品的質(zhì)量影響與注射壓力的影響相似。一般來(lái)講，增大塑化壓力，螺桿后退速度減小，機(jī)筒內(nèi)熔體受到的壓力隨之增加。模溫的設(shè)定主要取決于熔料的粘度。結(jié)晶型塑料的模溫控制直接決定了冷卻速率，從而進(jìn)一步?jīng)Q定結(jié)晶的速率。此外，模溫過(guò)低，塑料熔體的流動(dòng)阻力很大，流速變緩，甚至在充模中凝固妨礙后續(xù)進(jìn)料，使得制件短射，強(qiáng)迫取向大，常造成塑件缺料、凹陷、熔縫等缺陷。升高熔體溫度，可使塑件內(nèi)應(yīng)力、流線方向的沖擊強(qiáng)度和撓曲度、拉伸強(qiáng)度等機(jī)械力學(xué)性能降低，而使垂直于流線方向的沖擊強(qiáng)度、流動(dòng)長(zhǎng)度、表面粗糙度等性能有所改善，并可降低制品的后收縮。因此，料溫必須進(jìn)行很好的控制。同時(shí)可降低制品收縮率，減少塑件芯部取向，增加熔接縫強(qiáng)度。保壓時(shí)間和冷卻時(shí)間的長(zhǎng)短也對(duì)塑件的質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。但會(huì)增加脫模難度，有時(shí)容易產(chǎn)生表面頂出劃傷或?qū)⑺芗攺澋默F(xiàn)象。注射速度是指螺桿前進(jìn)將熔融物料充填到模腔時(shí)的速度，一般用單位時(shí)間的注射質(zhì)量(g/s)或螺桿前進(jìn)的速度(m/s)表示。這種性質(zhì)對(duì)注塑是非常有利的，因?yàn)樽⑸渌俣瓤梢宰鳛闇囟群蛪毫σ酝獾牡谌N手段，能對(duì)物料的粘度進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。DOE法全稱實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，主要是應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)的基本知識(shí)，討論如何合理地安排試驗(yàn)，取得數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行綜合科學(xué)分析，從而盡快獲得最優(yōu)組合方案。最主要目的在于減少開發(fā)時(shí)間，減少總成本。其中3D建模圖和將用于分析的后蓋板如分別如下圖31和32所示。對(duì)于一些尺寸較大、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜且質(zhì)量精度要求較高的產(chǎn)品,即使是具有豐富經(jīng)驗(yàn)的注塑工藝設(shè)計(jì)人員也很難保證一次就確定出最佳的注塑工藝。利用正交實(shí)驗(yàn)法,工藝設(shè)計(jì)人員就可以通過(guò)較少的注塑工藝分析實(shí)驗(yàn)來(lái)獲得對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響最大的注塑參數(shù),從而有針對(duì)性地對(duì)它進(jìn)行調(diào)節(jié),獲得更好的產(chǎn)品質(zhì)量。隨著CAE技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是Moldflow軟件的推出，可實(shí)現(xiàn)對(duì)注塑成型過(guò)程的計(jì)算機(jī)模擬分析；在試模前預(yù)測(cè)出熔體在填充、保壓、冷卻等過(guò)程中可能出現(xiàn)的缺陷，以幫助工藝人員進(jìn)行分析和改進(jìn)，提高一次試模的成功率，從而降低制造成本并縮短開發(fā)周期.。但是我們經(jīng)常不得不重復(fù)一些機(jī)械的工作，比如填實(shí)驗(yàn)安排表，計(jì)算各個(gè)水平的均值等等。等11個(gè)表。注意：在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目樹區(qū)域，右鍵點(diǎn)擊當(dāng)前的工程名，可修改工程名稱。專業(yè)版支持混合水平實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(未注冊(cè)時(shí)不提供此功能)。 注意：在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目樹區(qū)域，右鍵點(diǎn)擊當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)名稱，可以修改實(shí)驗(yàn)信息或刪除當(dāng)前實(shí)驗(yàn)。方差分析：設(shè)定數(shù)據(jù)中的誤差所在列，并選擇所要采用的F檢驗(yàn)臨界值表。四、格式化輸出(未注冊(cè)時(shí)不提供此功能)保存RTF:將當(dāng)前選擇的實(shí)驗(yàn)頁(yè)，即當(dāng)前打開工程的當(dāng)前選定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的當(dāng)前結(jié)果頁(yè)（如實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表或直觀分析表等）輸出 成RTF文件，可以用Word打開閱覽。根據(jù)以上信息，我選擇的是美國(guó)GE Plastics公司生產(chǎn)的一種牌號(hào)為Cycoloy C2950的ABS合成塑料。它的前處理包括網(wǎng)格劃分和注塑成型參數(shù)設(shè)定。軟件就是通過(guò)控制這些重要指標(biāo)來(lái)達(dá)到對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行優(yōu)化的。網(wǎng)格匹配率也按要求達(dá)到了80%以上。全因子實(shí)驗(yàn)要包括所有因子的所有可能組合，在真實(shí)的工業(yè)實(shí)驗(yàn)中一般包括大量的實(shí)驗(yàn)因子，這將導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)目巨大。而正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法正是采用正交矩陣對(duì)多個(gè)實(shí)驗(yàn)因素的優(yōu)化方法，通過(guò)數(shù)目較少的實(shí)驗(yàn)可以找出所用因素及對(duì)應(yīng)水平條件下的最優(yōu)水平組合和實(shí)驗(yàn)因素對(duì)實(shí)驗(yàn)指標(biāo)的影響度。該部分及其后面的內(nèi)容即為本設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析的重點(diǎn)，本人選取的如上文所提到的四項(xiàng)基本參數(shù)，通過(guò)這四項(xiàng)參數(shù)取值范圍的交替實(shí)驗(yàn)，可得出不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。C之間；充填壓力取70~90MPa之間；保壓時(shí)間取9~11秒之間；熔體溫度差異很大，一般來(lái)說(shuō)，熔體的粘性隨溫度升高而變低。因?yàn)槿绻咳⊥辏瑢?huì)有非常大的計(jì)算量，這也偏離了實(shí)際要求合理、效率的初衷。比如說(shuō)如果想研究冷卻排氣等方面的內(nèi)容，我們就需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)熱流道，這樣即可以在設(shè)置向?qū)Ю锩嬖O(shè)置相關(guān)的如冷卻時(shí)間這類的參數(shù)。如下圖39所示： 圖39 正交實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)表格由于手機(jī)后殼屬于較小的塑件，而且對(duì)裝配精度和表面粗糙度也有一定要求，因此本人選擇的是充填+冷卻這兩項(xiàng)分析，通過(guò)分析結(jié)果來(lái)對(duì)上面提到的基本參數(shù)進(jìn)行反饋。我們結(jié)合圖片首先對(duì)這三項(xiàng)參數(shù)的意義進(jìn)行了解。b．凍結(jié)時(shí)間：凍結(jié)時(shí)間比較類似于冷卻時(shí)間，即在一定時(shí)間內(nèi)冷卻后成型的時(shí)間，這個(gè)時(shí)間一般都是比較短的為佳，而且凍結(jié)部分是越平衡越好，理想情況下是整體同時(shí)凍結(jié)，這樣得出的制品整體會(huì)很少瑕疵。因此，我們以凍結(jié)區(qū)域平衡及紅色部分（消耗時(shí)間）更少為評(píng)判基準(zhǔn)。因?yàn)檫@樣通過(guò)溫度調(diào)節(jié)，保持適當(dāng)?shù)哪＞邷囟龋蓽p小制品的變形、增強(qiáng)制品力學(xué)性能、提高制品尺寸精度。以下是基于表312所示充填時(shí)間的參數(shù)，通過(guò)MOLDFLOW軟件進(jìn)行分析的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)中，比如說(shuō)最大鎖模力等，是可以作為最終模具設(shè)計(jì)時(shí)的參考數(shù)據(jù)的，具體就是當(dāng)最終結(jié)束實(shí)驗(yàn)分析后，可以從最優(yōu)的那組數(shù)據(jù)中提取軟件的分析資料，下面的分析中會(huì)有很多地方是這樣運(yùn)用的，以后將不再一一復(fù)述。該面積指數(shù)在一定范圍內(nèi)是越小越好。另外，充填壓力對(duì)充填時(shí)間的影響相對(duì)就比較小。 在看數(shù)據(jù)前先了解凍結(jié)層因子，該結(jié)果顯示了在填充結(jié)束時(shí)凍結(jié)層的厚度。填充期間，凍結(jié)層應(yīng)該保持一個(gè)常量厚度使這些區(qū)域連續(xù)的流動(dòng)。粘度指數(shù)隨著溫度降低而升高。圖例2 局部?jī)鼋Y(jié)時(shí)間實(shí)驗(yàn)表 局部?jī)鼋Y(jié)時(shí)間效應(yīng)曲線圖：模具溫度和充填壓力對(duì)局部的凍結(jié)時(shí)間幾乎沒(méi)什么影響；保壓時(shí)間對(duì)局部?jī)鼋Y(jié)時(shí)間稍有影響，但也很容易看出，就凍結(jié)時(shí)間這一結(jié)果參數(shù)而言，保壓時(shí)間我們可以選擇稍長(zhǎng)為佳；而熔體溫度是局部?jī)鼋Y(jié)時(shí)間的主要影響因素。C。型腔表面溫度 最大值 = C型腔表面溫度 最小值 = C型腔表面溫度 平均值 = C平均模具外部溫度