塑件成型二次優(yōu)化方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及注塑生產技術領域，尤其是一種塑件成型二次優(yōu)化方法。
【背景技術】
[0002] 目前，隨著加工制造業(yè)的發(fā)展，人們對注塑產品質量的要求越來越高，尤其是特征 較復雜塑件，在成型時容易產生缺陷。目前很多企業(yè)對注塑件的工藝參數還是憑借工人的 生產經驗進行試驗，只進行一次簡單的優(yōu)化，并且耗時較多，針對不同的零件很難得到較優(yōu) 的工藝參數。

【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明的目的是:提供一種塑件成型二次優(yōu)化方法，它解決了注塑件的工藝參數 依靠工人的生產經驗進行一次簡單的優(yōu)化，耗時較多，較優(yōu)效果不明顯的問題，W克服現(xiàn)有 技術的不足。
[0004] 本發(fā)明是運樣實現(xiàn)的：塑件成型二次優(yōu)化方法，根據注塑零件的特征確定注塑方 案，將注塑方案中的工藝參數進行正交試驗，正交試驗的指標為:翅曲變形量和體積收縮 率;再對每一組正交試驗進行CAE分析，再將CAE分析的結果進行多目標分析，獲得注塑零件 的翅曲變形量和體積收縮率的綜合指標，再對塑件翅曲變形量和體積收縮率的綜合指標進 行極差分析法，得出的影響試驗的主要工藝參數，根據得到的主要工藝參數進行控制變量 試驗，確定主要影響因素的最優(yōu)參數值，最終確定二次優(yōu)化參數組合，并對二次優(yōu)化參數進 行CAE模擬驗證。
[000引由于采用了上述技術方案，與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明設計了一套簡單易行的塑件 成型二次優(yōu)化方案，它解決了注塑件的工藝參數依靠工人的生產經驗進行一次簡單的優(yōu) 化，耗時較多，較優(yōu)效果不明顯的問題。通過該方案確定的二次優(yōu)化方案能較好的保證注塑 零件的生產質量。本發(fā)明簡單易行，使用效果好。
【附圖說明】
[0006] 附圖1-3為本發(fā)明的實施例的塑件的結構圖； 附圖4、附圖5為本發(fā)明的實施例的方差分析結果圖； 附圖6、附圖7為本發(fā)明的實施例的綜合評價值折線圖； 附圖8為本發(fā)明的實施例的塑件成型時的收縮率分析圖； 附圖9為本發(fā)明的實施例的塑件成型時的翅曲量分析圖。
【具體實施方式】
[0007] 本發(fā)明的實施例:塑件成型二次優(yōu)化方法，W汽車車燈開關裝配件為例 1成型工藝分析 塑件的結構如圖1、2所示，塑件的最大輪廓尺寸為75mmX 67mm X 33mm，屬于中小型塑 件，平均壁厚為2mm;塑件的壁厚較薄，細節(jié)特征較多，塑件特征比較復雜。
[000引1.1設計注塑方案 塑件的材料選ABS塑料，根據經驗設計誘注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，誘注系統(tǒng)采用一模兩件、 側誘口和普通流道注射形式;冷卻管道直徑選為8mm，流動冷卻水溫為25°C，管道距離制品 表面16mm;注塑方案如圖3所示。
[0009] 2正交試驗 2.1設置實驗因素水平表 為了較為全面的分析出注塑工藝參數對塑件翅曲的影響規(guī)律，在實驗中選取了 W下主 要工藝參數：（a)模具溫度、（b)烙體溫度、（C)填充壓力、（d)保壓時間、（e)冷卻時間、（f)注 射時間、（g)成形材料。每個因素分別設置Ξ個影響水平，如表1所示。
[0010] 2.2多指標優(yōu)化 不同試驗指標對塑件質量的影響程度各不相同，其量綱也不一致，不能將試驗數據直 接疊加進行評價。應用模糊數學中嶺型分布的偏小型隸屬函數，將各指標值都映射到區(qū)間 [0，1]上，使得多指標問題單一化。根據塑件的綜合性能要求及各指標對塑件成型質量的影 響程度，按百分制進行加權綜合評判，體積收縮率和翅曲量的加權值分別取40和60，加權綜 合評價值如表2所示。
[0011] 2.2設置正交試驗表 根據實驗因素水平表的相關數據，正交試驗設計中選用。8(37)型正交試驗表，不考慮 各因素交互作用，試驗方案如表2所示。
[0012] 注:GF20、SK30、UTl OB均為ABS系列的塑料。
[0013] 3數據結果分析及優(yōu)化 3.1極差分析 極差分析法能直觀地分析各試驗因素對試驗指標的影響程度及顯著性，同時可W直觀 的分析出同一因素不同水平對試驗結果的不同影響。應用極差分析法，計算得出極差分結 果，如表2所不。
[0014] 3.2優(yōu)化分析 根據表2中的極差分析結果及塑件的生產使用要求，塑件綜合性能影響因素的主次順 序為：g C f e a d b，因此，確定工藝參數的優(yōu)化組合為：a2b3c3d2e3flgl，模具溫度：60 °C、烙體溫度:260°C、保壓壓力：120 Mpa、保壓時間：15s、冷卻時間：30s、注射時間：2s、成形 材料:6。20面6 488 1^(1。在齡1〇^1〇巧中進行模擬分析的塑件的收縮率為5.369%，翅曲量為 0.0949，綜合評價值為:37.88，達到了最優(yōu)效果。結果如圖所示。
[001引4二次優(yōu)化試驗 4.1選取主要影響因素進行控制變量試驗 根據表2中不同因素的極差值R的大小，可知影響塑件綜合性能的主要因素是成形材料 和保壓壓力(C)，其他因素均為次要影響因素。將成形材料(g)選為GF20,因此對零件翅曲變 形影響較大的因素為保壓壓力(C)，對(C)因素進行第一次控制變量試驗，（c)Wl20Mpa為中 屯、，間距為5Mpa，最大值取為135Mpa，試驗數據如表格3所示。通過此次試驗，初步確定(C)的 優(yōu)化參數值。
[0016] 按照控制變量試驗，利用MoldFlow軟件進行模擬分析，并根據綜合評價值得出其 折線圖6,通過此次試驗，初步確定(C)的優(yōu)化參數值為130 Mpa。
[0017] 4.2第二次控制變量試驗 由圖可知，當（C)為130Mpa時，零件的翅曲量最小，為了具體地確定(C)的優(yōu)化參數值， 選取間距為lMpa，Wl30Mpa為中屯、，分別選?。–)為 126 Mpa、127 Mpa、128 Mpa、129 Mpa、130 Mpa、131Mpa、132Mpa、133Mpa、134Mpa進行模擬試驗，并確定最優(yōu)參數值。如表4所 /J、- 〇
[0018] 按照控制變量試驗，利用MoldFlow軟件進行模擬分析，并根據綜合評價值得出其 折線圖7,通過此次試驗，最終確定（C)的優(yōu)化參數值為132 Mpa。塑件成型時的收縮率為 5.228%，如圖8所示，翅曲量為0.0818，如圖9所示，綜合評價值為:34.969，與正交試驗確定 的優(yōu)化值相比翅曲量減小了 7.68%;
結論:運用正交試驗并結合多目標分析法對塑件成型質量進行綜合分析，運用極差分 析法對實驗結果進行分析確定影響塑件成型質量的主次因素和第一次優(yōu)化參數組合。運用 控制變量試驗對主要參數進行優(yōu)化，最終得到二次優(yōu)化參數組合。經過二次優(yōu)化，塑件的綜 合評價值比一次優(yōu)化提高了 7.68%。
【主權項】
1. 一種塑件成型二次優(yōu)化方法，其特征在于:根據注塑零件的特征確定注塑方案，將注 塑方案中的工藝參數進行正交試驗，正交試驗的指標為:翹曲變形量和體積收縮率;再對每 一組正交試驗進行CAE分析，再將CAE分析的結果進行多目標分析，獲得注塑零件的翹曲變 形量和體積收縮率的綜合指標，再對塑件翹曲變形量和體積收縮率的綜合指標進行極差分 析法，得出的影響試驗的主要工藝參數，根據得到的主要工藝參數進行控制變量試驗，確定 主要影響因素的最優(yōu)參數值，最終確定二次優(yōu)化參數組合，并對二次優(yōu)化參數進行CAE模擬 驗證。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種塑件成型二次優(yōu)化方法，根據注塑零件的特征確定注塑方案，將注塑方案中的工藝闡述進行正交試驗，再對該正交試驗進行CAE分析，再將CAE分析的結果進行多目標分析方法，獲得注塑零件的翹曲變形量和體積收縮率的綜合指標，再對塑件翹曲變形量和體積收縮率的綜合指標進行極差分析法，得出的影響試驗的主要工藝參數，根據得到的主要工藝參數進行控制變量試驗，確定二次優(yōu)化參數，以該參數值進行模擬驗證，確定最優(yōu)參數組合。它解決了注塑件的工藝參數依靠工人的生產經驗進行一次簡單的優(yōu)化，耗時較多，較優(yōu)效果不明顯的問題。通過該方案確定的二次優(yōu)化方案能較好的保證注塑零件的生產質量。
【IPC分類】G06F17/50
【公開號】CN105447219
【申請?zhí)枴緾N201510449266
【發(fā)明人】李賀, 梅益, 馬凱, 曹貴崟, 王莉媛, 羅寧康
【申請人】貴州大學
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年7月28日