CN105599256A - 一种扁平注塑件翘曲变形及工艺参数优化的方法 - Google Patents

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姜天一
王潇霄
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    • B29C45/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C45/7693—Measuring, controlling or regulating using rheological models of the material in the mould, e.g. finite elements method
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Abstract

本发明涉及扁平注塑件技术加工领域，特指一种扁平注塑件翘曲变形及工艺参数优化的方法，即用于解决现有塑件翘曲变形的参数优化分析方法效率低与软件模拟不贴近实际生产的问题。该方法首先选择正交表进行工艺参数的设置，然后利用模流分析软件中的注塑流动模拟模块进行模拟试验，对多组工艺参数组合分别进行模拟。避免比较繁琐的试验参数模拟，并使用三坐标测量仪测试相关工艺参数生产的产品，进行试验验证，对比不同工艺参数下模拟的效果，显著提高获得最佳的工艺参数组合的速度。

Description

一种扁平注塑件翘曲变形及工艺参数优化的方法
技术领域
本发明方法涉及扁平注塑件加工技术领域，特指一种扁平塑料件加工时，如何确定最佳工艺参数组合的方法，特别适合注塑件加工，减少翘曲变形的问题。
背景技术
翘曲变形程度作为衡量产品质量的主要指标之一，越来越多地受到产品设计工程师、用户的关注和重视；改善和减少产品的翘曲变形，进行注塑工艺和模具结构的优化成为注塑制品生产中的重点问题之一；注塑件的翘曲变形是一种严重的成型缺陷，其生产的根本原因是由于收缩不均匀；影响翘曲变形的因素有制品结构、模具结构、塑料材料、成型工艺等，对大部分的塑料制品，若模具设计合理，翘曲变形主要取决于成型工艺条件。
应用于分析成型工艺参数对塑料翘曲变形影响的技术主要有以下两种：文献1“VLeo，ChCurelliez.Theeffectofthepackingparameters,gategeometry,andmoldelasticityonthefinaldimensionsofamoldedpart.PolymerEngineeringandScience,1996,36:1309-1325”公开了一种通过实验测试分析工艺参数对塑性变形影响的方法，该方法通过试验测量得到不同工艺参数下的塑件翘曲变形量，进而分析参数对翘曲变形的影响；然而，注塑成型工艺参数种类繁多，参数取值范围广，因此需要进行大量的实验，造成时间、人力和材料的极大损耗，限制了实验方法在塑件翘曲变形影响分析中的应用；文献2“朱春华，虞炜华，朱洪艳，郭巍；成型工艺参数对扁平塑件翘曲变形影响的数值模拟，模具工业，2007,33:50-53”公开了一种通过有限元数值仿真分析工艺参数对塑性翘曲变形影响的方法，该方法利用模流分析软件对塑件的注塑成型过程进行数值模拟，计算得到不同参数下的塑件翘曲变形量，在此基础上分析各工艺参数对塑件翘曲的影响程度，该分析方法是一种“静态”的分析模式。
以上方法中，实验方法成本高、效率低，有限元数值仿真方法虽然降低了成本，但也存在参数的范围较多问题；更无法直接地确定最佳的参数组合，因此这些现有方法无法高效的分析注塑成型工艺对塑件翘曲变形的影响。
发明内容
为了克服现有的塑件翘曲变形的参数化分析方法效率低的不足，本发明提供一种注塑成型工艺对塑件翘曲变形影响的参数优化分析与正交表相结合，对工艺参数进行有效设置的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，一种扁平注塑件翘曲变形及工艺参数优化的方法，所讲的扁平注塑件的长高比值或者宽高比值≧10。
本发明其特点是包括以下步骤：
步骤1：优化扁平注塑件的浇口位置，如何优化，具体步骤参考文献3“袁国定，胡曙光，韩阳飞，俞春明。基于CAE技术的注塑模浇口优化设计，江苏大学学报(自然科学版)，2004,06:477-481”。
步骤2：确定注塑时的模具表面温度范围、熔体温度范围、注塑时间范围、保压压力范围、保压时间范围、冷却时间范围；根据上述参数范围，利用根据正交表，按照L25(56)对工艺参数进行设置，确定25组的工艺参数组合。
步骤3：利用模流分析软件对25组参数进行模拟，输出不同工艺参数取值下的塑件最大翘曲变形量，对其中模拟的最小的翘曲变形量进行实际生产。
步骤4：将样品在三坐标测量仪下进行测绘，验证模拟结果的符合程度。
本发明的有益效果是：利用正交表格设计不同工艺参数组合，避免各个参数在不同范围内大量的参数模拟，从而快速、有效地分析工艺参数对注塑翘曲变形的影响。并在三坐标测量仪下进行试验验证，为实际生产中工艺参数的设置提供了依据。降低人力的投入，提高分析效率。
下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。
附图说明
表1为工艺参数取值范围。
表2为25组工艺参数组合。
表3为测量值与模拟值对比。
图1为本发明方法实施三坐标的测试图。
图中：1为三坐标测量仪的显示器，2为控制系统，3为探头装置，4为试验样品，5为夹具，6为三坐标工作台。
图2为一种扁平注塑件翘曲变形及工艺参数优化的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和表格对本发明作详细的说明。
本实施例所采用的试样为某型号的手机卡插槽，注塑材料为PBT，其几何尺寸为28.57mmx11.47mmx0.56mm,采用单浇口浇注系统。
步骤1：使用Moldflow软件的MPI优化扁平注塑件的浇口位置，确定最佳浇口位置。
步骤2：对六个参数进行取值范围的确定，根据产品的材料特征确定各项参数的取值范围，注塑时的模具表面温度范围为270～290℃，熔体温度范围为75～95℃，注塑时间范围为1～5s，保压压力范围为480～500MPa，保压时间范围为0.3～0.7s,冷却时间范围为2～4s，如表1所示；
步骤3：利用根据EXCEL的正交表，按照L25(56)各组工艺参数进行设置，确定25组的工艺参数组合，并在分析软件Moldflow中模拟，得到模拟翘曲值，如表2所示，模拟翘曲值结果最小值为0.0462mm，最大值为0.2482mm，翘曲变形量范围变更比较大。
步骤4：将得到的其中的第8组最佳参数进行试样生产，并在三坐标测量仪下进行测量，测试图如图2所示。
步骤5：验证其工艺参数与实际生产要求的符合程度，其结果如表3所示；
步骤6：根据实际生产要求，第8组参数符合产品的质量要求，即模具表面温度为280℃，熔体温度为80℃，注塑时间为5s,保压压力为495MPa，保压时间为0.4s,冷却时间为3s，此组参数是最佳的工艺参数组合。
表1
表2
表3

Claims (2)

1.一种扁平注塑件翘曲变形及工艺参数优化的方法，其特征在于：首先选择正交表进行工艺参数的设置，形成多组工艺参数组合，然后利用模流分析软件的注塑流动模拟模块进行模拟试验，对多组工艺参数组合分别进行模拟，输出不同工艺参数取值下的塑件最大翘曲变形量，对其中模拟的最小的翘曲变形量进行实际生产，避免繁琐的试验参数模拟，获得最佳的工艺参数组合的时间短且效率高。
2.如权利要求1所述的一种扁平注塑件翘曲变形及工艺参数优化的方法，其特征在于具体步骤如下：
步骤1：优化扁平注塑件的浇口位置；
步骤2：确定注塑时的模具表面温度范围、熔体温度范围、注塑时间范围、保压压力范围、保压时间范围、冷却时间范围；根据上述参数范围，利用根据正交表，按照L25(56)对工艺参数进行设置，确定25组的工艺参数组合。
步骤3：利用模流分析软件对25组参数进行模拟，输出不同工艺参数取值下的塑件最大翘曲变形量，对其中模拟的最小的翘曲变形量进行实际生产。
步骤4：将样品在三坐标测量仪下进行测绘，验证模拟结果的符合程度。
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