基于CAE技術(shù)的大型注塑模自干擾進澆設(shè)計及工藝參數(shù)優(yōu)化.pdf

1、近年來，隨著塑料工業(yè)與汽車、航天航空及家用電器行業(yè)的不斷發(fā)展，使得大型塑件也正越來越受到廣泛的重視和應(yīng)用，相應(yīng)地對大型模具和塑件的設(shè)計和制造也提出了更高的要求。大型塑件主要采用注塑成型，諸如轎車保險杠這類長條形大曲面特征的注塑件，其主要的成型缺陷是，成型后翹曲變形較大，影響產(chǎn)品的安裝；局部地方有縮凹，影響制品的外觀；個別熔接線較為明顯，影響制品的強度和噴涂效果。 熔體自干擾流動是一種對注塑充模非常有利的流動狀態(tài)，其原理與動態(tài)成型

2、技術(shù)類似，就是通過控制熔體在型腔內(nèi)特殊的流動狀態(tài)來實現(xiàn)塑料制品的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)的改進，從而達到提高制品性能的目的，相比而言，熔體自干擾流動無須額外裝置提供壓力，而是靠澆口自身的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)的。 對于大型塑件的工藝參數(shù)優(yōu)化這類復(fù)雜的工程問題，實驗設(shè)計方法是一種科學(xué)、合理、有效的工具。田口(Taguchi)實驗設(shè)計方法可以對注塑成型過程中的質(zhì)量指標進行優(yōu)化，在進行最少次數(shù)實驗的前提下給出最佳的實驗因素水平組合，確定出最佳實驗條件，并將實驗

3、因素對實驗?zāi)繕说挠绊懘笮∨判?，由此獲得最重要的影響因素。 本文圍繞廣東省關(guān)鍵領(lǐng)域重點突破項目“汽車大型精密復(fù)雜注塑模具數(shù)字化制造”(項目編號：2004A10402001)，針對汽車保險杠的主要注塑成型缺陷，將熔體白干擾流動和田口實驗設(shè)計方法引入到對大型注塑件成型質(zhì)量的改善當中來?；趯θ垠w白干擾流動的理論和實驗研究成果，設(shè)計并建立了保險杠的自干擾進澆模型，從而改變了熔體充模的流動狀態(tài)，改善制品的質(zhì)量指標，提升制品的性能；通過田口

4、實驗設(shè)計方法，優(yōu)化了自干擾進澆方案的工藝參數(shù)，設(shè)計出一組最佳的工藝參數(shù)組合，進一步提升制品的質(zhì)量。本文的研究內(nèi)容主要包含以下幾點： 1.分析和研究熔體白干擾流動的特定規(guī)律，通過CAE模擬，分析熔體自干擾流動中兩股熔體的融合機理和干擾機理，以及兩股熔體融合時熔接痕的形成及影響因素。 2.通過對CAE模擬結(jié)果的分析，比較同一模型采用常規(guī)進澆和自干擾澆口進澆時對制品質(zhì)量指標的影響，并通過實際注射成型樣件和對其力學(xué)性能的測試進行

5、驗證。 3.將熔體自干擾流動方式引入到大型復(fù)雜薄壁件的成型，改變澆注系統(tǒng)澆口的形式和結(jié)構(gòu)，改善熔體的流動狀態(tài)及塑件凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)，提高制品的質(zhì)量。 4.借助田口方法，結(jié)合實際的生產(chǎn)成型條件設(shè)定工藝參數(shù)進行CAE模擬，得出優(yōu)化的成型工藝，減少制品的收縮率和翹曲，提高熔接痕的質(zhì)量，進一步提升產(chǎn)品的質(zhì)量。 研究結(jié)果表明，自干擾流動下兩股熔體融合時是否產(chǎn)生明顯的熔接痕取決于兩澆口之間的距離，而與澆口尺寸、注射速度、材料性質(zhì)、