【正文】 各設三個水平。表4 正交試驗及結果因素模具溫度℃熔體溫度℃注射壓MPa保壓壓力%保壓時間s翹曲值實驗111111實驗212222實驗313333實驗421122實驗522233實驗623311實驗731213實驗832321實驗933132實驗1011332實驗1112113實驗1213221實驗1321231實驗1422312實驗1523123實驗1631323實驗1732131實驗1833212均值1均值2均值3極差由正交試驗分析結果可知，制件的翹曲值最小的一組是實驗3，不考慮其余因素，只是讓制件最終的翹曲值最小的話，那么無疑實驗3中用到的成型工藝參數(shù)是最適合的。 分析結果小結在正交試驗中，共有五個參數(shù)，每個參數(shù)對應三個水平，在實際生產(chǎn)中如果沒有豐富的經(jīng)驗，假如不采用正交試驗篩選試驗組合的話，那么就需要做243組試驗，工作量非常大，而使用正交試驗表設計試驗組合則大大降低了工作量，并且又準確。圖51 因素水平變化趨勢由圖20可以看出因素對制件翹曲的影響程度隨著水平的變化而變化，變化程度不同，最大的是注射壓力，其次是保壓壓力，再就是熔體溫度，這三個因素都隨著水平值的增大而增大，雖然沒有再深入的做試驗研究更進一步的變化趨勢，但是可以預測，肯定有一個值可以使翹曲量最小。第六章 結論在熟悉了CAD軟件Pro/E以及模擬分析軟件MoldFlow后，自制了一個塑件模型，導入到MoldFlow后，進行系列分析。之后對塑件進行了流動+冷卻+翹曲分析。通過冷卻分析，可以發(fā)現(xiàn)冷卻系統(tǒng)的布局是否合理，以及冷卻效果的優(yōu)劣。但保壓壓力過高,使制件殘余應力增加,變形增大，因此要適當控制保壓壓力和時間。參考文獻[1] 余衛(wèi)東,陳建:注塑成型CAE技術計算機輔助設計與制造2002[2] [M]北京:機械工業(yè)出版社,2002[3] 許鶴峰,1999[4]《塑料模設計手冊》[M].北京:機械工業(yè)出版社,1994[5] [J].鷺江職業(yè)大學學報,2005,13(1):6366[6] [J].模具技術,2005,(5):1012[7] 單巖,王蓓,[M].北京:清華大學出版社,2004[8] [M].北京:機械工業(yè)出版社,1997[9] [M].北京:機械工業(yè)出版社,2005[10] [M].北京:化工工業(yè)出版社,2005[11] 付軍,王秋成,[J].低溫與電器,2005,123(2):2123[12] 顧劍鋒,健生,[J].熱加工工藝,1998(5)[13] [M].合肥:中國科學技術大學出版社,1988[14] 張朝暉,[M].北京:中國鐵道出社,2005[15] 劉相新,孟憲頤. ANSYS基礎與應用教程 [M].北京:科學出版社,2006[16] 陳吉平,2006(01)：22～25[17] 白皛,肖君,：人民郵電出版社，2008[18] ,清華大學出版社,2008[19] Kikuchi H,Koyama Relation between thickness and warpage in a disk injectionmolded from fiber reinforced Eng Sci 1996:36(10):1317–25[20] ,2006(10)：52～53[21] Kurtaran H,Ozcelik B,Erzurumlu optimization of a bus ceiling lamp base using neural network model and genetic Mater Proc Technol 2005:169(2):314–9[22] 陳曉平,王耘,胡樹根,2005(02):68～69[23] 龐罕,許超,2004(5)：28～30[24] 周大路,何柏林,，2005(08)：26～27[25] Erzurumlu T,Ozcelik of warpage and sink index ininjectionmolded thermoplastic parts using Taguchi optimization method. Mater Des 2006:27(10):853–61[26] 韓陽飛,袁國定,，2005(11)：185～186[27] 高占華,200(02)：1～3[28] 駱志高,楊虎振,，2006(11)：30～32[29] 周達飛,：中國輕工業(yè)出版社，2006[30] 李迎, 業(yè),2003(02)：42～44[31] 方安平,葉衛(wèi)平等. Origin ：機械工業(yè)出版社,2006。使用MoldFlow，有助于工藝人員從本質上找出缺陷產(chǎn)生的原因，并提出消除缺陷的對策與方法。通過翹曲分析，在本例中導致翹曲的最主要的因素是不均勻收縮。而速度和壓力轉換結果則為我們選擇注塑機提供了參考。通常情況下軟件會給出比較適合的澆口位置，但是這只是參考，還要根據(jù)你選擇材料的不同以及注射機的條件來確定最終澆口。相應的熔體溫度和保壓壓力也是如此。再比如說，可以對比單個參數(shù)的三個水平下結果的變化趨勢，假如結果出現(xiàn)了先增大后減小再增大的情況，或者先減小后增大在減小的情況，那么可以逐漸減小該參數(shù)的取值區(qū)間，重新進行試驗，直到找到結果最大或者最小的時候對應的水平的值。 方差分析結果對試驗結果進行方差分析，見表5。五個因素的三個水平見表3。正交試驗還可以分析因素以及因素之間相互作用對指標的影響程度，找出影響指標的主要因素。第五章 實際生產(chǎn)應用舉例本例中由于大部分工藝參數(shù)是根據(jù)軟件推薦設置的，使用這些參數(shù)得到的產(chǎn)品不一定就是最好的，比如對于翹曲，使用推薦的工藝參數(shù)分析得到的翹曲值就不能接受，可以通過重新調整工藝參數(shù)使翹曲變小，這是有可能的。圖48 收縮導致的變形翹曲變形在成型條件設定因素中,主要取決于:1，保壓時間及壓力；2，塑料熔體溫度；3，模具溫度；4，其它因素 (流動充模時間等 )。總變形如圖47所示。冷卻液的溫度變化要均勻，溫度的變化不超過3℃。產(chǎn)品上表面和下表面溫度顯示的是產(chǎn)品與模具接觸面的溫度分布，所以該結果也叫做模具表面溫度，表現(xiàn)的是在成型周期中模具表面的平均溫度。次要信息包括水路中的冷卻液的流動速率、水路中冷卻液的溫度和水路的管壁溫度等。(4)設置工藝溢料并作為熔接痕的產(chǎn)生處，成型后再予以切斷去除。對熔接痕/熔接線改善，可參考以下幾項措施:(1)調整成型條件，提高流動性。對于手機上部分出現(xiàn)的熔接痕，這是不可避免的，即是換別的澆口位置也會有熔接痕出現(xiàn)在手機的外表面。(2)降低樹脂溫度，避免產(chǎn)生分解氣體。(3)注射時間應較澆口封合時間略長。根據(jù)氣穴的產(chǎn)生原因，解決的對策有以下幾個方面:(一)在制品壁厚較大時，其外表面冷卻速度比中心部的快，因此，隨著冷卻的進行，中心部的樹脂邊收縮邊向表面擴張，使中心部產(chǎn)生充填不足。若這些氣體不能順利排出，則型腔的這些部分無法得到充填而形成氣穴。在本例中出現(xiàn)的氣泡數(shù)量和位置還是可以接受的。雖然塑料在注塑模的流動和型腔內的流動情況比較復雜，不但有溫度變化，流道通道的斷面尺寸和形狀各段各亦不相同，但上述原則和公式（11）仍有助于分析和解決一些問題。整個注射過程的詳細信息見表2。所以，在改善塑料熔體的充填性時，應盡量減小充填時間，這樣也可顯著提高生產(chǎn)效率。圖41 充填時間一般注塑生產(chǎn)中，注塑時間不宜過長，因為隨著注射時間的延長，塑料熔體的流動長度縮短。MPI/Flow通過對熔體在模具中的流動行為進行模擬,可以預測和顯示熔體流動前沿的推進方式、填充過程中的壓力和溫度變化、氣穴和熔接痕的位置等,幫助工藝人員找出缺陷產(chǎn)生的原因并加以改進工藝參數(shù)。劃分完成后對網(wǎng)格狀態(tài)進行下統(tǒng)計，無誤后即可。水管的直徑為10mm，水管與制品間的距離為10mm，管道數(shù)量為14條，管道中心之間的距離為22mm，管道超出制品邊緣的距離為20mm。 冷卻系統(tǒng)創(chuàng)建 冷卻系統(tǒng)建模冷卻系統(tǒng)的設計原則主要有兩個:1，冷卻系統(tǒng)對產(chǎn)品的冷卻要均勻。 流道設計Moldflow軟件提供了流道設計向導，可以根據(jù)模型自動設計流道，但是在本例中，我們使用手工方式設計流道，手工設計的優(yōu)點就是可以根據(jù)自己的需求設計主流道和分流道的長度、直徑、角度等。圖36 方案二充填結果方案三，采用對稱雙澆口，其澆口位置和充填結果如圖37所示。MoldFlow給出的分析結果見圖34。翹曲分析：用于判定熱塑性材料成型的制品是否會出現(xiàn)翹曲，如果出現(xiàn)翹曲的話，查出翹曲原因。目的是判斷制品冷卻效果的優(yōu)劣，計算出冷卻時間，確定成型周期時間。本例采用軟件自動分析。是指頂出產(chǎn)品時模具打開的時間。包括保壓壓力與充填時間。速度和壓力控制轉換點的設置，在充填階段，首先對注塑機的螺桿進行速度控制，等充填到某個狀態(tài)時，將速度控制方式轉變?yōu)閴毫刂啤?，熔體溫度。由于在本文的分析中要對網(wǎng)格進行翹曲分析，所以網(wǎng)格縱橫比要在20以內，模型的匹配率要大于85%，本文取最大縱橫比為6，對劃分好的網(wǎng)格進行修補處理。 圖33 手機外觀圖 產(chǎn)品網(wǎng)格劃分Moldflow MPI有三種網(wǎng)格類型，即中面網(wǎng)格（Midplane）、表面網(wǎng)格（Fusion）和實體網(wǎng)格（3D），根據(jù)不同的分析類型搭配網(wǎng)格。用OriginPro ，擬合結果如圖32：圖32 擬合結果對應材料的參數(shù)為：n=、τ*=111870、D1=+01D2=、D3=0Pa、A1=、A2= 注塑的制件 產(chǎn)品尺寸和外形在該分析中，使用手機外殼上蓋作為分析實例。這種材料成型的產(chǎn)品不但強度高，而且成型后的制件產(chǎn)品外觀也很美觀。由于翹曲問題的存在，通過注塑這種方法形成的該塑件是沒有預想中的形狀和尺寸的。除此之外，使用者一般還注重手機的耐久性能。高中黏度塑料 (如聚碳酸醋、聚乙烯等 )的制品壁厚小、流程長、精度要求較高時,要求更高的保壓壓力。沿模腔厚度方向的截面平均溫度Tav為:Tav=∫0bρ(y，t)dy/∫0b dy (215) 保壓過程控制方程保壓模擬的實質是求解可壓縮、非牛頓流體的非等溫流動問題,其分析原理與流動模擬類似于充填流動模擬中的推導,考慮熔體的密度、比熱和導熱系數(shù)的變化,可導出保壓過程的控制方程為: (216)