復雜塑件成型二次優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及注塑生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種復雜塑件成型二次優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，隨著加工制造業(yè)的發(fā)展，人們對注塑產(chǎn)品質(zhì)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(chǎn)生缺陷。目前很多企業(yè)對注塑件的工藝參數(shù)還是憑借工人的 生產(chǎn)經(jīng)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(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是：提供一種復雜塑件成型二次優(yōu)化方法，它解決了注塑件的工藝 參數(shù)依靠工人的生產(chǎn)經(jīng)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，以克服 現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0004] 本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：復雜塑件成型二次優(yōu)化方法，根據(jù)注塑零件的特征確定注 塑方案，將注塑方案中的工藝參數(shù)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(jié)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 標進行方差分析法，得出的影響試驗的主要工藝參數(shù)，根據(jù)得到的主要工藝參數(shù)進行控制 變量試驗，確定主要影響因素的最優(yōu)參數(shù)值，最終確定二次優(yōu)化參數(shù)組合，并對二次優(yōu)化參 數(shù)進行CAE模擬驗證。
[0005] 由于采用了上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)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(shù)依靠工人的生產(chǎn)經(jīng)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(chǎn)質(zhì)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(jié)構(gòu)圖； 附圖4、附圖5為本發(fā)明的實施例的方差分析結(jié)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翹曲量分析圖。
【具體實施方式】
[0007] 本發(fā)明的實施例：復雜塑件成型二次優(yōu)化方法，以汽車車燈開關(guān)裝配件為例： 1成型工藝分析 塑件的結(jié)構(gòu)如圖1、2所示，塑件的最大輪廓尺寸為75mmX67mmX33mm，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。
[0008] 1. 1設計注塑方案 塑件的材料選ABS塑料，根據(jù)經(jīng)驗設計澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，澆注系統(tǒng)采用一模兩件、 側(cè)饒口和普通流道注射形式；冷卻管道直徑選為8_，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所不。
[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(shù)對塑件翹曲的影響規(guī)律，在實驗中選取了以下主 要工藝參數(shù)：（a)模具溫度、（b)熔體溫度、（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。每個因素分別設置三個影響水平，如表1所示。
[0010] 2. 2多指標優(yōu)化 不同試驗指標對塑件質(zhì)量的影響程度各不相同，其量綱也不一致，不能將試驗數(shù)據(jù)直 接疊加進行評價。應用模糊數(shù)學中嶺型分布的偏小型隸屬函數(shù)，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(jù)塑件的綜合性能要求及各指標對塑件成型質(zhì)量的影 響程度，按百分制進行加權(quán)綜合評判，體積收縮率和翹曲量的加權(quán)值分別取40和60,加權(quán) 綜合評價值如表2所示。
[0011] 2. 2設置正交試驗表 根據(jù)實驗因素水平表的相關(guān)數(shù)據(jù)，正交試驗設計中選用4,(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。 CN 105117515 A 說明書 3/5 頁
[0012] 注：GF20、SK30、UTlOB 均為 ABS 系列的塑料。
[0013] 3數(shù)據(jù)結(jié)果分析及優(yōu)化 3. 1方差分析 方差分析法能估計試驗中以及試驗結(jié)果測定中必然存在的誤差大小，彌補了直觀分析 法的缺點，同時可以確定各因素對試驗指標的影響程度及顯著性。應用方差分析公式，計算 得出方差分析表，如表3所示。 CN 105117515 A 說明書 4/5 頁
[0014] 3.2優(yōu)化分析 根據(jù)表2中的極差分析結(jié)果及塑件的生產(chǎn)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，順序與方差分析中F值大小順序一致，即方差法分析與 極差分析的結(jié)果一致。因此，確定工藝參數(shù)的優(yōu)化組合為：&243、(：3、(12、634141，模具溫 度：60°C、熔體溫度：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：GF20 UMG ABS Ltd。在MoldFlow中進行模擬分析的塑件的收縮率為5. 369%， 翹曲量為〇. 0949,綜合評價值為：37. 88,達到了最優(yōu)效果。結(jié)果如圖4、5所示。
[0015] 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(jù)表 3 的數(shù)據(jù)，F(xiàn) (g) =45.896〉F0. 01 (2, 5) =13. 27, F (g)、F(c)均大于 R). 05 (2, 5) =5. 79,其他因素的F值均小于F0. 1 (2, 5)=3. 78,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 件翹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)以 120Mpa為中心，間距為5Mpa，最大值取為135Mpa，試驗數(shù)據(jù)如表格4所示。通過此次試驗， 初步確定（c)的優(yōu)化參數(shù)值。
[0016] 按照控制變量試驗，利用MoldFlow軟件進行模擬分析，并根據(jù)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(shù)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，零件的翹曲量最小，為了具體地確定（C)的優(yōu)化參數(shù)值， 選取間距為IMpa，以130Mpa為中心，分別選取（C)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(shù)值。如表5所 示：
按照控制變量試驗，利用MoldFlow軟件進行模擬分析，并根據(jù)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(shù)值為132 Mpa。塑件成型時的收縮率為 5. 228%，如圖8所示，翹曲量為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)化值相比翹曲量減小了 7. 68% ;
結(jié)論：運用正交試驗并結(jié)合多目標分析法對塑件成型質(zhì)量進行綜合分析，運用方差分 析法對實驗結(jié)果進行分析確定影響塑件成型質(zhì)量的主次因素和第一次優(yōu)化參數(shù)組合。運用 控制變量試驗對主要參數(shù)進行優(yōu)化，最終得到二次優(yōu)化參數(shù)組合。經(jīng)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(quán)項】
1. 一種復雜塑件成型二次優(yōu)化方法，其特征在于：根據(jù)注塑零件的特征確定注塑方 案，將注塑方案中的工藝參數(shù)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(jié)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 進行方差分析法，得出的影響試驗的主要工藝參數(shù)，根據(jù)得到的主要工藝參數(shù)進行控制變 量試驗，確定主要影響因素的最優(yōu)參數(shù)值，最終確定二次優(yōu)化參數(shù)組合，并對二次優(yōu)化參數(shù) 進行CAE模擬驗證。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種復雜塑件成型二次優(yōu)化方法，根據(jù)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(jié)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方差分析法，得出的影響試驗的主要工藝參數(shù)，根據(jù)得到的主要工藝參數(shù)進行控制變量試驗，確定二次優(yōu)化參數(shù)，以該參數(shù)值進行模擬驗證，確定最優(yōu)參數(shù)組合。它解決了注塑件的工藝參數(shù)依靠工人的生產(chǎn)經(jīng)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(chǎn)質(zhì)量。
【IPC分類】G06F17/50
【公開號】CN105117515
【申請?zhí)枴緾N201510449197
【發(fā)明人】李賀, 梅益, 曹貴崟, 羅寧康, 王莉媛, 馬凱
【申請人】貴州大學
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年7月28日