塑料注射成形工藝穩(wěn)健設(shè)計(jì)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(gè)重要組成部分。注射成形過(guò)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(jì)會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的產(chǎn)品缺陷，材料、工藝等因素的波動(dòng)則會(huì)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(dòng)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(jì)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(duì)各種穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了探討，闡述了設(shè)計(jì)過(guò)程涵蓋系統(tǒng)設(shè)計(jì)、參數(shù)設(shè)計(jì)和容差設(shè)計(jì)

2、三個(gè)階段的三次設(shè)計(jì)。在塑料注射成形工藝過(guò)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(duì)多層次的注射制品質(zhì)量進(jìn)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(píng)價(jià)目標(biāo)，為參數(shù)設(shè)計(jì)和容差設(shè)計(jì)提供了目標(biāo)和約束。用數(shù)值模擬軟件數(shù)據(jù)庫(kù)中的材料特性數(shù)據(jù)來(lái)近似材料特性參數(shù)波動(dòng)情況，并采用Plackett-Burman設(shè)計(jì)方法，分析了材料特性參數(shù)對(duì)注射成形工藝性能的影響，明確影響注射成形過(guò)程的顯著因素，

3、將其作為三次設(shè)計(jì)中材料特性的噪聲因素進(jìn)行三次設(shè)計(jì)。在材料特性單獨(dú)波動(dòng)、工藝單獨(dú)波動(dòng)的情況下，分別采用內(nèi)外表直積法對(duì)影響制品翹曲變形的重要工藝參數(shù)進(jìn)行了參數(shù)設(shè)計(jì)，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(shí)波動(dòng)的情況下，采用綜合噪聲因素法對(duì)重要工藝因素進(jìn)行了參數(shù)設(shè)計(jì)。為進(jìn)一步提高注射制品尺寸的穩(wěn)定性，進(jìn)行了材料特性噪聲因素和工藝噪聲因素的容差設(shè)計(jì)。通過(guò)正交試驗(yàn)進(jìn)行各噪聲因素之間交互作用的驗(yàn)證和顯著因素的

4、分析，明確了容差設(shè)計(jì)的主要對(duì)象。通過(guò)模擬試驗(yàn)分析了主要噪聲因素對(duì)制品尺寸的影響情況，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了容差的調(diào)整。實(shí)際產(chǎn)品的討論和應(yīng)用表明，注射成形工藝三次設(shè)計(jì)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(jì)的研究成果可直接應(yīng)用于注射成形工藝的評(píng)價(jià)和設(shè)計(jì)；參數(shù)設(shè)計(jì)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(jì)使制品質(zhì)量的穩(wěn)定性進(jìn)一步得到了提高。在參數(shù)設(shè)計(jì)過(guò)程中還研究了塑料特性對(duì)注射成形工藝性能的影響，獲得了影響注射成形工藝