基于正交試驗的汽車手套箱蓋成型工藝參數優化

劉小星

摘 要：文章以某汽車儀表板手套箱蓋為研究對象，利用Moldflow軟件結合正交試驗方法研究了不同成型工藝參數對手套箱翹曲變形量的影響規律。研究結果表明，各參數對翹曲缺陷的影響程度的重要性依次為：保壓時間>熔體溫度>模具溫度>注射時間；利用正交試驗方法對汽車儀表板手套箱蓋注塑成型工藝參數進行優化，研究表明汽車手套箱蓋的注塑質量得到較大提高，翹曲變形量減小18.56%。研究結果為汽車手套箱蓋的注塑工藝參數提供了參考依據。

關鍵詞：注塑成型；汽車手套箱；參數優化；翹曲變形量

1 概述

塑料憑借便于成型且質輕、強度高等優點而被廣泛使用。傳統的注塑工藝參數設置采用嘗試法，極為依賴工程師的設計經驗。運用仿真分析，對仿真計算結果進行分析，可獲得最優的工藝參數組合。本文以某車型儀表板手套箱蓋為研究對象，利用Moldflow軟件結合正交試驗方法探究最佳工藝參數。

2 正交試驗的設計及結果分析

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。為減少模擬試驗次數，采用正交試驗設計方法，對手套箱模型進行模擬分析。

根據實際經驗，選取影響注塑成型的4個因素，每個因素安3個水平。具體因素和水平如表1所示。

根據表1的變量和水平，利用Minitab軟件設計一個包含9個樣本的正交試驗表L9（113），根據正交表所規定的試方案，利用Moldflow軟件對手套箱蓋的注塑成型過程進行仿真模擬分析，提取出各工藝參數下的翹曲量數據結果。通過分析田口設計得到各變量對翹曲量的主效應圖，如圖1所示。

由圖1可知，在所有的影響因素中，對翹曲量影響最大的是保壓時間，其次是熔體溫度、注射時間和模具表面溫度。根據模擬實驗結果選取的最優工藝參數組合為：熔體溫度230℃，注射時間1.8s，保壓時間12s，模具溫度40℃。

3 CAE驗證

利用Moldflow軟件對選取的工藝參數進行CAE分析驗證，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，相比于優化前的翹曲量減小了0.779mm，減小比例達20.9%。

4 結束語

（1）基于正交試驗得到注塑成型工藝參數對翹曲影響程度的重要性依次為：保壓時間>熔體溫度>模具溫度>注射時間，為注塑工藝的設計提供了參考依據。

（2）利用正交試驗方法對汽車儀表板手套箱蓋注塑成型工藝參數進行優化，汽車手套箱蓋的注塑質量得到較大提高，翹曲變形量減小20.9%。

參考文獻

[1]周華明.注塑成型工藝參數自動設置與優化技術[J].精密成形工程，2016：7-13.

[2]衛煒，胡澤豪.正交試驗設計的注塑成型工藝參數多目標優化設計[J].現代制造工程，2009（2）：94-97，133.