復雜塑件成型二次優化方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及注塑生產技術領域，尤其是一種復雜塑件成型二次優化方法。
【背景技術】
[0002] 目前，隨著加工制造業的發展，人們對注塑產品質量的要求越來越高，尤其是特征 較復雜塑件，在成型時容易產生缺陷。目前很多企業對注塑件的工藝參數還是憑借工人的 生產經驗進行試驗，只進行一次簡單的優化，并且耗時較多，針對不同的零件很難得到較優 的工藝參數。

【發明內容】

[0003] 本發明的目的是：提供一種復雜塑件成型二次優化方法，它解決了注塑件的工藝 參數依靠工人的生產經驗進行一次簡單的優化，耗時較多，較優效果不明顯的問題，以克服 現有技術的不足。
[0004] 本發明是這樣實現的：復雜塑件成型二次優化方法，根據注塑零件的特征確定注 塑方案，將注塑方案中的工藝參數進行正交試驗，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，根據得到的主要工藝參數進行控制 變量試驗，確定主要影響因素的最優參數值，最終確定二次優化參數組合，并對二次優化參 數進行CAE模擬驗證。
[0005] 由于采用了上述技術方案，與現有技術相比，本發明設計了一套簡單易行的塑件 成型二次優化方案，它解決了注塑件的工藝參數依靠工人的生產經驗進行一次簡單的優 化，耗時較多，較優效果不明顯的問題。通過該方案確定的二次優化方案能較好的保證注塑 零件的生產質量。本發明簡單易行，使用效果好。
【附圖說明】
[0006] 附圖1-3為本發明的實施例的塑件的結構圖； 附圖4、附圖5為本發明的實施例的方差分析結果圖； 附圖6、附圖7為本發明的實施例的綜合評價值折線圖； 附圖8為本發明的實施例的塑件成型時的收縮率分析圖； 附圖9為本發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] 本發明的實施例：復雜塑件成型二次優化方法，以汽車車燈開關裝配件為例： 1成型工藝分析 塑件的結構如圖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，根據經驗設計澆注系統和冷卻系統，澆注系統采用一模兩件、 側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對塑件翹曲的影響規律，在實驗中選取了以下主 要工藝參數：（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多指標優化 不同試驗指標對塑件質量的影響程度各不相同，其量綱也不一致，不能將試驗數據直 接疊加進行評價。應用模糊數學中嶺型分布的偏小型隸屬函數，將各指標值都映射到區間 [0, 1]上，使得多指標問題單一化。根據塑件的綜合性能要求及各指標對塑件成型質量的影 響程度，按百分制進行加權綜合評判，體積收縮率和翹曲量的加權值分別取40和60,加權 綜合評價值如表2所示。
[0011] 2. 2設置正交試驗表 根據實驗因素水平表的相關數據，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數據結果分析及優化 3. 1方差分析 方差分析法能估計試驗中以及試驗結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優化分析 根據表2中的極差分析結果及塑件的生產使用要求，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 極差分析的結果一致。因此，確定工藝參數的優化組合為：&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,達到了最優效果。結果如圖4、5所示。
[0015] 4二次優化試驗 4. 1選取主要影響因素進行控制變量試驗 根據表 3 的數據，F (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，試驗數據如表格4所示。通過此次試驗， 初步確定（c)的優化參數值。
[0016] 按照控制變量試驗，利用MoldFlow軟件進行模擬分析，并根據綜合評價值得出其 折線圖6,通過此次試驗，初步確定（c)的優化參數值為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)的優化參數值， 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，并確定最優參數值。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)的優化參數值為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 定的優化值相比翹曲量減小了 7. 68% ;
結論：運用正交試驗并結合多目標分析法對塑件成型質量進行綜合分析，運用方差分 析法對實驗結果進行分析確定影響塑件成型質量的主次因素和第一次優化參數組合。運用 控制變量試驗對主要參數進行優化，最終得到二次優化參數組合。經過二次優化，塑件的綜 合評價值比一次優化提高了 7.68%。
【主權項】
1. 一種復雜塑件成型二次優化方法，其特征在于：根據注塑零件的特征確定注塑方 案，將注塑方案中的工藝參數進行正交試驗，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，根據得到的主要工藝參數進行控制變 量試驗，確定主要影響因素的最優參數值，最終確定二次優化參數組合，并對二次優化參數 進行CAE模擬驗證。
【專利摘要】本發明公開了一種復雜塑件成型二次優化方法，根據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，根據得到的主要工藝參數進行控制變量試驗，確定二次優化參數，以該參數值進行模擬驗證，確定最優參數組合。它解決了注塑件的工藝參數依靠工人的生產經驗進行一次簡單的優化，耗時較多，較優效果不明顯的問題。通過該方案確定的二次優化方案能較好的保證注塑零件的生產質量。
【IPC分類】G06F17/50
【公開號】CN105117515
【申請號】CN201510449197
【發明人】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