基于正交试验及MoldFlow模拟优化扶手盖板注塑工艺.pdf

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1、赵佳峰，等：基于正交试验及MoldFlow模拟优化扶手盖板注塑工艺55基于正交试验及MoldFlow模拟优化扶手盖板注塑工艺赵佳峰狄金叶(中国海洋大学青岛学院机电工程系，胶州266300)摘要以某汽车扶手盖板为研究对象，综合评价了多个工艺参数对注射翘曲变形的影响。通过正交试验法，并基于MoldFlow注射模流动分析软件，分析最佳浇口位置，获取试验数据，研究试验范围内各工艺参数对翘曲的影响，从而获得最优工艺参数组合。关键词工艺参数翘曲Moldflow正交试验翘曲变形是指制品脱模后形状偏离了模具型腔2模型前处理的形状，它是塑料制品常见的缺陷之一。翘曲是由将模型从UG导

2、人到HyperMesh6．0，去除圆角收缩变化而引起的，所有的产品在成型时都会发生曲面简化模型，划分网格，导入到MoldFlow6．0。网收缩，所以产品都会发生翘曲。问题是翘曲量是否格划分如图2所示，网格匹配率90．8％。设置浇注超出产品的设计要求。Moldflow把翘曲变形的原因系统(扇形浇口、冷流道类型)和冷却系统(冷却管主要归结为以下3点：①冷却不均；②收缩不均匀；道直径8mm，采用25~C水冷却，其人口雷诺数为③取向的影响。采用Moldflow的MPI／Warp分析模10000)。有限元分析模型如图2所示。块可以准确预测产品的翘曲变形量。通过研究引起翘曲变

3、形原因，提出相应的解决方案：①优化塑料制品结构设计；②修改模具结构(包括浇注系统、冷却系统、顶出系统)；③调整工艺参数；④选用较小收缩及收缩均匀的材料。笔者以某汽车扶手盖板为例，利用MoldFlow的MPI／Warp分析模块对该制件注射工艺进行翘曲模图2有限兀分析模型3正交试验设计拟分析，通过正交试验设计，优化工艺参数减小翘曲3．1正交试验工艺参数变形量，为某工厂作为参考。正交试验设计是利用正交表来安排与分析多因1制件结构及工艺分析、素试验的一种设计方法。它挑选部分有代表性的试图1所示为汽车扶手盖板制件及网格示意图，验因素水平组合进行试验，通过对这部分试验结果外形

4、尺寸约300mmx85mm×65mm，大部分壁厚分析了解全面试验情况，确定出各个试验参数对试较为均匀，为2．5mm左右，两端壁厚较大达5film验目标的影响度大小，从而调节影响最大的试验参左右，故在两端端部成型时易翘曲。该制件材料为数取得更好的试验结果，同时获得各个试验参数最丙烯腈一丁二烯一苯乙烯(ABS)，MoldFlow推荐的佳水平组合。影响制件注射成型后翘曲变形量大小工艺参数范围为：最低熔体温度225oC，最高熔体温的主要工艺参数有保压压力(A)、保压时间(B)、模度265％，最低模具温度40~C，最高模具温度80℃。具温度(c)、熔体温度(D)、注射时间(

5、E)、冷却时间(F)。每个因素取3个水平，如表1所示。根据表1因素和水平设置模拟试验正交表，考察6因素3水平对制件注射翘曲变形量的影响，所有不同的试验条件共有36个，通过正交表安排试验，只需要做27次试验，试验目的是找到各个工艺因素对翘曲量影响程度的顺序，最后得到最佳因素a一扶手盖板制件；b一网格示意图图1扶手盖板制件及网格示意图收稿日期：2011．08—1156工程塑料应用2011年，第39卷，第lO期表1试验因素水平表次试验是6因素3水平单指标的正交试验，可以选项目水平用矩阵L27(36)正交试验表安排试验，L27(36)的123A‘)／％8587．580试验

6、表及正交试验结果(均值、极差)见表2。B／s8910以因素的水平值为横坐标，以同一水平的翘曲C／oC406080量平均值为纵坐标，得出因素水平变化趋势如图3D／℃225245265所示。从图3也可以看出，影响翘曲的最大因素为E／sO．68O．800．92F／s152025模具温度，其次为保压压力、保压时间、注射时间、熔注：1)占注塑压力比例。体温度、冷却时间和A×B。因此解决翘曲问题时，组合。可以在成本所接受的范围内着重选择收缩小且收缩3．2模拟试验及结果均匀的料，尽量提高模温和保压压力。从表2很明在进行翘曲分析之前，先完成对冷却、充填和流显可以看出，最优的方案为

7、：保压压力为注射压力的动的优化，再对制件进行翘曲分析。分析类型设置95％，保压时间10s，模具温度80~C，熔体温度为常用的冷却一流动一翘曲(CFW)组合。由于本265℃，冷却时间20S。表2试验结果分析表项目ABA×BA×BCDEF翘曲量l23456789lO1ll2l31l111111l11l1l2．9742l1112222222222．6593l1113333333332．669412221112223332．9475l2222223331l12．5966l222333ll12222．486713331113332222．94781333222ll13332

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