【正文】 C的水?？刂茍D是工藝工程師想要知道部分質(zhì)量變化的原因的一種便利工具。當(dāng)意外發(fā)生時(shí)，他們可以在公差帶邊界的工藝窗口的已知剖面設(shè)置點(diǎn)來(lái)修改邊界。過程控制的目的是保證優(yōu)化的工藝條件和工藝優(yōu)化的確定，從而降低廢品率，提高質(zhì)量，更有效的利用機(jī)器時(shí)間。在大多數(shù)情況下，精加工操作是沒有必要的。確定了最佳工藝參數(shù)為注射溫度270 ℃、模具溫度80 ℃、 s、保壓時(shí)間12 s、保壓壓力保壓開始階段的壓力為130 MPa壓力、冷卻時(shí)間15 s。對(duì)于薄殼件而言，由于壓力將更明顯，這種情況更嚴(yán)重。因此，熔體溫度對(duì)翹曲變形的影響是這些因素的綜合結(jié)果[11]。通過方差分析，表明： (1) 影響翹曲的最重要的因子是保壓壓力和注射溫度，注塑時(shí)間、模具溫度和保壓時(shí)間影響性不大。數(shù)值模擬與正交試驗(yàn)方法結(jié)合的注塑工藝參數(shù)優(yōu)化實(shí)施方案。注塑工藝是一個(gè)復(fù)雜的過程，影響塑件的工藝參數(shù)很多，為了減少試驗(yàn)次數(shù)，同時(shí)獲得足夠的參數(shù)，模擬試驗(yàn)采用正交試驗(yàn)法，通過分析試驗(yàn)結(jié)果，提出最優(yōu)的注塑工藝條件[10]。對(duì)產(chǎn)品表面質(zhì)量有較大影響。制品的許多缺陷，如氣穴、熔接痕、短射乃至制品的變形、冷卻時(shí)間等，都與樹脂在模具中的流動(dòng)方式有關(guān)。經(jīng)診斷，兩種方案的連通性均無(wú)問題。 圖31 最佳澆口位置查看分析日志可知推薦澆口位置在節(jié)點(diǎn)2099 附近，結(jié)果顯示中，藍(lán)色的區(qū)域是最佳的澆口位置區(qū)域，澆口設(shè)在該區(qū)域可以保證注塑過程的熔體流動(dòng)的平衡性。內(nèi)澆口的總截面積、橫澆口的總截面積和直澆口的總截面積是澆注系統(tǒng)的重要參數(shù)。圖27 修改前 圖28修改后 交換邊是對(duì)相同公共邊的兩個(gè)單元，撤銷公共邊，以另一對(duì)角邊為公其邊重新生產(chǎn)單元。(3)自由邊的修改 自由邊是指一個(gè)單元所擁有的邊，即它不被其它單元所共有。圖23 網(wǎng)格初始劃分表21 網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)參數(shù)Moldflow 支持四種網(wǎng)格形式，即Midplane、Fusion、Solid（3D）和Beam，分別是中性面網(wǎng)格、雙面流網(wǎng)格、實(shí)體網(wǎng)格和一維單元。此三元分別為：丙烯腈、丁二烯及苯乙烯。現(xiàn)已在國(guó)外模具工業(yè)中有成功的應(yīng)用，如美國(guó)的FoundryService公司采用VM技術(shù)對(duì)整個(gè)工藝生產(chǎn)過程進(jìn)行仿真，根據(jù)仿真結(jié)果優(yōu)化設(shè)備參數(shù)后成功地完成了生產(chǎn)系統(tǒng)的改造，節(jié)約了大量資金。目前國(guó)外的模具CAE技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，完全走向?qū)嵱没A段，并取得了顯著效果。通過流動(dòng)模擬可獲得型腔內(nèi)的溫度、壓力、速度及鎖模力等信息，幫助工程技術(shù)人員合理地設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)，優(yōu)選注射工藝參數(shù)，發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的成型缺陷并提出相應(yīng)的對(duì)策。模具的設(shè)計(jì)是模具更新的基礎(chǔ)，模具設(shè)計(jì)工作與產(chǎn)品的更新信息相關(guān)。確保了澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性后，運(yùn)用正交設(shè)計(jì)法安排實(shí)驗(yàn)方案，得到各參數(shù)及其交互作用對(duì)翹曲的影響度，初步確定工藝參數(shù)最優(yōu)組合方案，對(duì)影響顯著的因素作單因素影響模擬分析，研究翹曲和體積收縮率受單獨(dú)影響的變化趨勢(shì)，結(jié)合正交試驗(yàn)結(jié)果，最終確定較合理的工藝參數(shù)優(yōu)化組合。而近年來(lái)隨著手機(jī)功能的增加，手機(jī)外殼的結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，而出于便攜性的考慮，手機(jī)的壁厚卻越來(lái)越小，加之各種新材料、新工藝的使用，使注塑成型的難度不斷加大，在手機(jī)外殼的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中引入Moldflow模擬具有重大的意義。此外，還有反應(yīng)、擠出、熱成型、壓延、流延模、纖維紡絲過程、吹塑模、涂覆等成型過程數(shù)值模擬也開展了廣泛的工作，對(duì)聚合物加工過程的分析和成型設(shè)備的設(shè)計(jì)都產(chǎn)生了相當(dāng)大的影響[1]。 經(jīng)過這十幾年的發(fā)展，我國(guó)模具CAD/CAM軟件的開發(fā)水平也逐漸接近國(guó)外先進(jìn)水平。 本課題研究的主要內(nèi)容 本文以注塑分析系統(tǒng) Moldflow 為工作平臺(tái)，進(jìn)行了應(yīng)用研究。因此，在進(jìn)行網(wǎng)格劃分前對(duì)模型的修復(fù)與簡(jiǎn)化是必要的，然而對(duì)大多數(shù)Moldflow工程師來(lái)說又是很困難的，作為分析用的模型往往是非參數(shù)化的，即使參數(shù)化，也取決于設(shè)計(jì)者思維方式的不同，建模順序的差異，使得Moldflow工程師處理起來(lái)困難重重。網(wǎng)格參數(shù)數(shù)值網(wǎng)格參數(shù)數(shù)值三角形11630個(gè)相交單元0個(gè)節(jié)點(diǎn)5743個(gè)完全重疊單元0個(gè)連通區(qū)域1個(gè)配向不正確的單元0個(gè)網(wǎng)格體積 cm3最小縱橫比網(wǎng)格面積 cm2最大縱橫比自由邊0個(gè)平均縱橫比共用邊17445個(gè)匹配百分比%交叉邊0個(gè)相互百分比%由初始網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)信息可以看出初始網(wǎng)格劃分主要問題出現(xiàn)在縱橫比上（最大縱橫比遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于15），必須經(jīng)過修復(fù)才能進(jìn)行接下來(lái)的數(shù)據(jù)模擬。 縱橫比的診斷及修復(fù)本零件沒有自由邊和交叉邊以及配向不正確單元的問題，唯一的缺陷是縱橫比過大，所以修復(fù)網(wǎng)格的主要任務(wù)是修復(fù)縱橫比。統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表22。 最佳澆口位置分析 最佳澆口位置分析可以找出產(chǎn)品上最佳進(jìn)澆位置。主流道的長(zhǎng)度：小型模具應(yīng)盡量小于60mm，本次設(shè)計(jì)取50mm進(jìn)行設(shè)計(jì)；主流道小端直徑：d=注射噴嘴尺寸+（~1）mm=（2+）mm=；主流道大端直徑：d1=d+2tanα=，式中α=3176。冷卻水回路開設(shè)在模具型腔周圍和型芯內(nèi)，使純水或者冷凝水在其中循環(huán)帶走熱量，維持模具注塑時(shí)所需的溫度[8]。充填時(shí)間是一項(xiàng)非常重要的結(jié)果，從圖36；37分別看出每種方案的充填時(shí)間。 制件翹曲的比較所謂翹曲，就是不均勻的內(nèi)部應(yīng)力導(dǎo)致的制件缺陷。本研究?jī)H針對(duì)最大翹曲變形量這個(gè)指標(biāo)的綜合值，討論如何使綜合指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)的工藝參數(shù)組合。將它們簡(jiǎn)稱為因子A、B、C、D、E、F，并假設(shè)各因子之間不存在交互作用。圖43 總翹曲變形量 圖44 收縮不均引起的翹曲量 圖45 冷卻不均引起的翹曲量 基于MPI的產(chǎn)品工藝參數(shù)的單個(gè)因素?cái)?shù)據(jù)分析 選用一種澆口方案，使用上面的六種參數(shù)，然后每種分別選定10組數(shù)據(jù)。模溫低，對(duì)低粘度的塑料是合適的，但當(dāng)模具溫度較低時(shí)，會(huì)導(dǎo)致過冷度增大，使粘度增大，分子取向增加，制件變形增大，影響制品質(zhì)量[12]。表410 調(diào)整不同注射時(shí)間得到的翹曲量注射時(shí)間（s）總翹曲量（mm）X方向（mm）Y方向（mm）Z方向（mm）從圖49可以看出，總的來(lái)說，注射時(shí)間對(duì)非結(jié)晶型塑料塑件變形有一定影響，但不象保壓壓力、冷卻時(shí)間對(duì)翹曲變形的影響那樣有明的趨勢(shì)。手稿于2011年6月29日收到；2011年6月28日獲得修訂版。輔助設(shè)置——?jiǎng)?chuàng)建初始配置文件，操作員輸入速度行程，注射速度，保壓壓力，冷卻時(shí)間。MPX過程優(yōu)化使用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（DOE）能通過尋找一個(gè)會(huì)產(chǎn)生優(yōu)秀條件部位的處理窗口來(lái)確保典型工藝波動(dòng)不影響零件的質(zhì)量。3. 注射成型工藝優(yōu)化這將在下一章的注塑成型工藝優(yōu)化的程序中描述。4. 結(jié)論這項(xiàng)工作涉及的優(yōu)化及注射周期都是利用MPX軟件，系統(tǒng)使噴射過程得到非常有效的優(yōu)化，確保最佳的工藝參數(shù)，消除可能導(dǎo)致的產(chǎn)品缺陷。B. 從MPI分析過程設(shè)置。C. 過程控制MPX過程控制有助于在生產(chǎn)過程中保持最佳的機(jī)器操作條件。 B. 工藝優(yōu)化MPX過程優(yōu)化的目的是建立一個(gè)強(qiáng)大的處理窗口，要求產(chǎn)生的質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)最大限度地減少零件的廢料。如今，成型機(jī)操作員可以在系統(tǒng)構(gòu)建過程中，執(zhí)行一個(gè)自動(dòng)DOE（實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）來(lái)確定一個(gè)強(qiáng)大的處理窗口，并自動(dòng)修復(fù)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的堆積和失控。李老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)作風(fēng)、淵博的學(xué)識(shí)、平易近人的待人方式都給我留下了深刻的印象，使我受益匪淺，在此向李老師表示衷心的感謝！向四年來(lái)一直關(guān)心和支持我學(xué)習(xí)的領(lǐng)導(dǎo)、同學(xué)和朋友們表示衷心的感謝！附 錄A 譯文注射成型工藝優(yōu)化摘要：注射成型工藝的優(yōu)化服務(wù)是指通過觀察尺寸形狀和性能，在生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)理想條件下的形狀和性質(zhì)。(6) 冷卻時(shí)間的影響表411 調(diào)整不同冷卻時(shí)間得到的翹曲量單獨(dú)改變冷卻時(shí)間的數(shù)值，其他參數(shù)不變進(jìn)行數(shù)值模擬分析，得到各自翹曲量數(shù)值，見表411。保壓時(shí)間如果夠長(zhǎng)，足夠使?jié)部谀蹋瑒t可降低體積收縮；澆口凝固后，保壓時(shí)間就無(wú)效果[13]。同時(shí)，注射溫度增大，使熔體粘度減少，若維持注射壓力和保壓壓力不變，則導(dǎo)致熔體剪切速率提高，更有利于向型腔內(nèi)傳遞壓力，這種現(xiàn)象造成收縮率減少。把各影響參數(shù)在不同水平下模擬試驗(yàn)的翹曲量均值(即表42中的A，B，C，D，E，F(xiàn))用因子水平與極差的關(guān)系圖來(lái)表示，如圖41所示，從中可以明顯地看出各參數(shù)對(duì)指標(biāo)(翹曲量)的影響大小。 4）保壓時(shí)間—t2 根據(jù)實(shí)際情況和模擬分析，保壓時(shí)間t2=~ s之間任取3個(gè)值，則t2=12 s，15 s，19 s。其中，保壓時(shí)間及壓力的影響最明顯。(3)盡量減少脫模劑的使用。本次研究采用手工創(chuàng)建冷卻系統(tǒng)。圖33 方案二圖32 方案一 澆注系統(tǒng)的創(chuàng)建需根據(jù)中心線進(jìn)行桿單元的網(wǎng)格劃分，利用層管理工具，將澆口、分流道、主流道分別歸屬到相應(yīng)的層中，然后分別對(duì)澆注系統(tǒng)各部分進(jìn)行單元?jiǎng)澐?。點(diǎn)擊案例瀏覽區(qū)“分析”按鈕，點(diǎn)擊“設(shè)置成型工藝”中“熱塑性注塑成型”。如圖211所示。圖24 縱橫比診斷結(jié)果 修復(fù)縱橫比問題常用插入節(jié)點(diǎn)和交換邊這兩種方法來(lái)解決。修改縱橫比一般來(lái)講用合并節(jié)點(diǎn)和交換邊這兩種方法來(lái)解決。本次設(shè)計(jì)分析采用表面模型（雙層面），表面模型技術(shù)是指型腔或制品在厚度方向上分成兩部分的注塑成型模擬技術(shù)。手機(jī)外殼的尺寸為97x50x6mm。網(wǎng)絡(luò)化可以充分發(fā)揮系統(tǒng)的總體優(yōu)勢(shì)使一個(gè)項(xiàng)目在多臺(tái)計(jì)算機(jī)上協(xié)作完成，節(jié)省了大量的人力物力財(cái)力。1985年，日本NISSIN精密機(jī)器公司采用了冷沖模CAD/CAM系統(tǒng)。下面就常用的注射成型、氣體輔助注射成型、擠出成型、吹塑成型和熱成型等，說明現(xiàn)有塑料模CAE 技術(shù)的理論方法及對(duì)工程實(shí)際的指導(dǎo)意義。 the orthogonal experiment。s more,it briefly determinated the technology parameters optimization bination scheme,simulated and analysed notable factors this way it worked out the change trend of warping and volumetric shrinkage which caused by parameters Combined with the orthogonal experiment results,it eventuallt determined the reasonable the last,it got the better plastic product quality with the optimum process seheme.Key words: injection mould。 CAE技術(shù)的理論方法及應(yīng)用由于塑料的種類和成型方法很多，塑料模CAE 技術(shù)的應(yīng)用側(cè)重面有所不同。1979年，日本旭光學(xué)工業(yè)公司研究成功的沖空模和彎曲模PENTAX的CAD系統(tǒng)。(2) 網(wǎng)絡(luò)化隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷完善CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化已成為不可阻擋的發(fā)展趨勢(shì)。第2章 產(chǎn)品注塑方案的設(shè)計(jì) 注塑產(chǎn)品有限元模型的建立 建立塑料零件三維模型圖21 手機(jī)外殼零件a）手機(jī)外殼正面b）手機(jī)外殼反面本課題的研究對(duì)象是手機(jī)外殼注塑零件，利用Pro/E三維制圖軟件建立手機(jī)外殼模型。將Proe/E三維制圖軟件導(dǎo)出的stl格式模型導(dǎo)入工程。通常情況下，縱橫比的平均值最大不得超過6。診斷縱橫比：在方案任務(wù)窗口的工具選項(xiàng)卡中輸入?yún)?shù)，設(shè)置“最小值”為15，最大值不填，單擊顯示，診斷結(jié)果將以不同顏色的網(wǎng)格法線顯示，如圖24所示。如圖所示配向檢查結(jié)果顯示均成藍(lán)色，說明模型表面配向良好。 最佳澆口位置分析設(shè)置：1. 選擇成型工藝。如圖33所示。其冷卻水通過模具帶走熱量，是高效的、最常用的方法。(2)調(diào)整模具方面，增設(shè)排氣槽，在熔接痕的產(chǎn)生處設(shè)置頂桿也有利于排氣。圖310 方案一總翹曲量圖311