注塑模具的保壓優(yōu)化設計.pdf

1、注射成型是指將受熱融化的塑料材料快速注入閉合的模具型腔內(nèi)，經(jīng)過冷卻固化定型后，得到和模具型腔形狀一致的塑料制品的成型方法。信息產(chǎn)品和電子產(chǎn)品的迅速發(fā)展，對注塑制品的質(zhì)量提出了更高的要求，如輕便、小巧等，這些就促使了高精密塑料模具的出現(xiàn)。隨著一些大型的注塑成型分析軟件的發(fā)展和成熟，基于CAE技術的優(yōu)化設計在注塑成型工藝中的應用極大地提高了制品成型的質(zhì)量和效率。然而，基于這些大型分析軟件，實施有效的優(yōu)化設計仍然是一個有挑戰(zhàn)性的課題。

2、 由于注塑制品在注塑成型中容易出現(xiàn)收縮不均、殘余應力及翹曲變形等缺陷，會嚴重影響制品的質(zhì)量。本文從改善制品質(zhì)量的角度出發(fā)，分階段地考慮注塑成型的各個關鍵因素，采用系統(tǒng)優(yōu)化方法找出各個子系統(tǒng)中的主要設計目標，并對影響設計目標的參數(shù)進行優(yōu)化設計。 首先，闡述了注塑成型的概念與發(fā)展現(xiàn)狀，介紹了注塑成型過程的主要工藝條件及影響產(chǎn)品質(zhì)量的關鍵因素，簡述了注塑成型CAE技術的發(fā)展與幾種常用的優(yōu)化算法。 其次，由于目前針對保壓階段的設

3、置相對簡單，主要是將保壓曲線設為恒壓控制。本文對保壓曲線的形式做了更多的研究調(diào)整，提出了五種不同的保壓曲線形式，以有效降低注塑制品的不均勻體積收縮為主要設計目標，并利用Kriging代理模型方法來模擬設計變量與目標函數(shù)之間的近似關系，進行優(yōu)化迭代計算，分別得到了在五種保壓曲線形式下的優(yōu)化設計方案。本文以掃描器和手機殼為例，詳細闡述了本文所提出的注塑模具保壓優(yōu)化設計方法，有效地解決了注塑制品的不均勻體積收縮問題。 最后，將保壓曲線

4、優(yōu)化與澆口位置優(yōu)化、冷卻系統(tǒng)優(yōu)化和成型工藝參數(shù)優(yōu)化相結(jié)合，對整個注塑成型過程進行系統(tǒng)優(yōu)化設計。對于澆口位置優(yōu)化，將遺傳算法與注塑充填模擬程序相結(jié)合，最小化充填過程中的入口注射壓力、制件溫度差異、過壓和磨擦熱四項指標。對于冷卻系統(tǒng)優(yōu)化，在澆口位置與保壓曲線優(yōu)化設計的基礎上，利用分級優(yōu)化方法對冷卻系統(tǒng)進行優(yōu)化設計。最后，以成型工藝參數(shù)作為設計變量，收縮和翹曲引起的最大變形為設計目標，利用Kriging替代函數(shù)對其進行優(yōu)化設計。以手機上面板和