基于正交試驗(yàn)的汽車手套箱蓋成型工藝參數(shù)優(yōu)化

劉小星

摘 要：文章以某汽車儀表板手套箱蓋為研究對(duì)象，利用Moldflow軟件結(jié)合正交試驗(yàn)方法研究了不同成型工藝參數(shù)對(duì)手套箱翹曲變形量的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明，各參數(shù)對(duì)翹曲缺陷的影響程度的重要性依次為：保壓時(shí)間>熔體溫度>模具溫度>注射時(shí)間；利用正交試驗(yàn)方法對(duì)汽車儀表板手套箱蓋注塑成型工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，研究表明汽車手套箱蓋的注塑質(zhì)量得到較大提高，翹曲變形量減小18.56%。研究結(jié)果為汽車手套箱蓋的注塑工藝參數(shù)提供了參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：注塑成型；汽車手套箱；參數(shù)優(yōu)化；翹曲變形量

1 概述

塑料憑借便于成型且質(zhì)輕、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛使用。傳統(tǒng)的注塑工藝參數(shù)設(shè)置采用嘗試法，極為依賴工程師的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。運(yùn)用仿真分析，對(duì)仿真計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，可獲得最優(yōu)的工藝參數(shù)組合。本文以某車型儀表板手套箱蓋為研究對(duì)象，利用Moldflow軟件結(jié)合正交試驗(yàn)方法探究最佳工藝參數(shù)。

2 正交試驗(yàn)的設(shè)計(jì)及結(jié)果分析

選擇某車型手套箱蓋模型，其尺寸為369.0mm×272.7mm×14mm，主體壁厚為2.0mm，采用注塑成型工藝。為減少模擬試驗(yàn)次數(shù)，采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，對(duì)手套箱模型進(jìn)行模擬分析。

根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，選取影響注塑成型的4個(gè)因素，每個(gè)因素安3個(gè)水平。具體因素和水平如表1所示。

根據(jù)表1的變量和水平，利用Minitab軟件設(shè)計(jì)一個(gè)包含9個(gè)樣本的正交試驗(yàn)表L9（113），根據(jù)正交表所規(guī)定的試方案，利用Moldflow軟件對(duì)手套箱蓋的注塑成型過(guò)程進(jìn)行仿真模擬分析，提取出各工藝參數(shù)下的翹曲量數(shù)據(jù)結(jié)果。通過(guò)分析田口設(shè)計(jì)得到各變量對(duì)翹曲量的主效應(yīng)圖，如圖1所示。

由圖1可知，在所有的影響因素中，對(duì)翹曲量影響最大的是保壓時(shí)間，其次是熔體溫度、注射時(shí)間和模具表面溫度。根據(jù)模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果選取的最優(yōu)工藝參數(shù)組合為：熔體溫度230℃，注射時(shí)間1.8s，保壓時(shí)間12s，模具溫度40℃。

3 CAE驗(yàn)證

利用Moldflow軟件對(duì)選取的工藝參數(shù)進(jìn)行CAE分析驗(yàn)證，得到如圖2所示的翹曲量云圖。由圖2可得，手套箱蓋的最大翹曲量為2.943mm，相比于優(yōu)化前的翹曲量減小了0.779mm，減小比例達(dá)20.9%。

4 結(jié)束語(yǔ)

（1）基于正交試驗(yàn)得到注塑成型工藝參數(shù)對(duì)翹曲影響程度的重要性依次為：保壓時(shí)間>熔體溫度>模具溫度>注射時(shí)間，為注塑工藝的設(shè)計(jì)提供了參考依據(jù)。

（2）利用正交試驗(yàn)方法對(duì)汽車儀表板手套箱蓋注塑成型工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，汽車手套箱蓋的注塑質(zhì)量得到較大提高，翹曲變形量減小20.9%。

參考文獻(xiàn)

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