塑料注射成形工藝穩(wěn)健設(shè)計的研究與應(yīng)用.pdf

1、塑料注射成形是成形塑料制品的重要方法之一，也是材料加工學(xué)科的一個重要組成部分。注射成形過程中影響制品質(zhì)量及其穩(wěn)定性的因素很多，不合理的設(shè)計會導(dǎo)致嚴(yán)重的產(chǎn)品缺陷，材料、工藝等因素的波動則會引起制品質(zhì)量的不穩(wěn)定，甚至導(dǎo)致廢品的出現(xiàn)。在各種波動條件下，以提高產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)健性為目標(biāo)，綜合考慮質(zhì)量和成本的穩(wěn)健設(shè)計方法，已成為目前塑料注射成形的重要前沿課題之一。 本文對各種穩(wěn)健設(shè)計方法進行了探討，闡述了設(shè)計過程涵蓋系統(tǒng)設(shè)計、參數(shù)設(shè)計和容差設(shè)計

2、三個階段的三次設(shè)計。在塑料注射成形工藝過程和功能分析的基礎(chǔ)上，建立了多層次注射成形工藝功能模型，并著重對多層次的注射制品質(zhì)量進行了討論，并以該多層次模型為基礎(chǔ)，結(jié)合具體產(chǎn)品的質(zhì)量要求，建立了制品的質(zhì)量.成本評價目標(biāo)，為參數(shù)設(shè)計和容差設(shè)計提供了目標(biāo)和約束。用數(shù)值模擬軟件數(shù)據(jù)庫中的材料特性數(shù)據(jù)來近似材料特性參數(shù)波動情況，并采用Plackett-Burman設(shè)計方法，分析了材料特性參數(shù)對注射成形工藝性能的影響，明確影響注射成形過程的顯著因素，

3、將其作為三次設(shè)計中材料特性的噪聲因素進行三次設(shè)計。在材料特性單獨波動、工藝單獨波動的情況下，分別采用內(nèi)外表直積法對影響制品翹曲變形的重要工藝參數(shù)進行了參數(shù)設(shè)計，使其在保證較小制品變形的基礎(chǔ)上，制品的尺寸特性較為穩(wěn)定。然后在材料特性和工藝同時波動的情況下，采用綜合噪聲因素法對重要工藝因素進行了參數(shù)設(shè)計。為進一步提高注射制品尺寸的穩(wěn)定性，進行了材料特性噪聲因素和工藝噪聲因素的容差設(shè)計。通過正交試驗進行各噪聲因素之間交互作用的驗證和顯著因素的

4、分析，明確了容差設(shè)計的主要對象。通過模擬試驗分析了主要噪聲因素對制品尺寸的影響情況，在此基礎(chǔ)上進行了容差的調(diào)整。實際產(chǎn)品的討論和應(yīng)用表明，注射成形工藝三次設(shè)計顯著提高了注射產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)健性。其中，系統(tǒng)設(shè)計的研究成果可直接應(yīng)用于注射成形工藝的評價和設(shè)計；參數(shù)設(shè)計使制品質(zhì)量較好，并能獲得較為穩(wěn)定制品質(zhì)量的注射成形工藝；容差設(shè)計使制品質(zhì)量的穩(wěn)定性進一步得到了提高。在參數(shù)設(shè)計過程中還研究了塑料特性對注射成形工藝性能的影響，獲得了影響注射成形工藝