基于局部温度补偿的大型板类塑件翘曲优化研究.pdf

重庆大学硕士学位论文 中文摘要 摘 要 大型板类塑件在汽车，家用电器，医疗器械等领域的应用越来越广泛。由于 流长比大，普通注塑成型难以满足其成型要求，快速热循环注塑成型工艺 (Rapid Heat Cycle Molding, RHCM) 广泛应用于有外观要求的大型板类塑件的生产。大型 板类塑件由于结构简单，整体刚度较低，翘曲变形是成型过程中最主要的缺陷。 翘曲变形会对产品的装配过程产生重要影响，严重制约产品的使用性能。因此翘 曲控制对大型板类塑件的生产应用具有现实意义。论文针对大型板类塑件出现的 翘曲变形问题，分析成型工艺参数对大型板类塑件的翘曲变形的影响，对模具温 度的响应及影响规律进行探究及加热管道的布置进行优化。为降低大型板类塑件 因充填过程中塑件温度分布不均造成的翘曲变形，论文提出基于局部温度补偿的 翘曲优化策略。论文基于工艺参数优化、模具温度响应分析、模具加热管道优化 布置等方面对大型板类塑件翘曲优化开展研究。 首先，对大型板类塑件翘曲变形的工艺参数进行优化。模具温度，熔体温度、 保压压力、保压时间和冷却时间等工艺参数对塑件的翘曲变形具有重要影响。利 用正交实验进行试验设计，Moldflow 完成塑件注塑成型过程的模拟分析。利用极 差分析和方差分析各工艺参数对翘曲变形的影响规律，分析得到模具温度是影响 塑件翘曲变形的最重要工艺参数。对最优的工艺参数组合进行模拟验证，分析模 拟结果发现，充填完成后塑件温度的不均匀分布是导致翘曲变形的一个重要因素， 对此提出在加热过程中对模具进行局部温度补偿。 其次，探究大型板类塑件模具的温度响应及影响规律。分析模具升温过程中 的传热机理，计算传热边界的热交换系数。利用 ABAQUS 构建大型板类塑件模具 升温过程的有限元模型。通过单因素分析研究模具因素及加热介质对模具温度响 应的影响规律，为模具管道设计提供理论基础。 最后，基于模具温度局部补偿对加热管道布置的进行优化。以优化模具的温 度分布和提高加热效率作为加热管道布置的优化目标，以管道与型腔之间的距离 作为加热管道布置作为优化参数。利用拉丁超立方抽样得到 50 组管道布置方案， 利用 ABAQUS 对抽样方案完成模具加热过程有限元模拟。基于响应面模型建立优 化参数与优化目标之间的数学模型，利用多目标遗传算法和多属性决策技术对响 应面模型求出最优解。最终确定优化的管道布置，通过有限元模拟验证优化的有 效性。 关键词：翘曲变形；模具温度响应；温度补偿；管道布置 I 重庆大学硕士学位论文 英文摘要 Abstract The application of large-scale plate plastic parts in automobiles, household appliances, medical equipment and other fields is becoming more and more popular. Due to the flow length ration of large-scale plastic parts, it is difficult to meet the molding requirements in traditional injection molding. Rapid Heat Cycle Molding (RHCM) is widely used in the production of large-scale plastic parts with appearance requirements. Due to the simple structure and low rigidity, warpage is