基于響應面方法的注塑件翹曲變形優(yōu)化

王曉花 張彩婷 王國斌 李世鵬 汪文榮

(銀川能源學院機械與汽車工程學院,寧夏 銀川,750100)

塑料在注塑成型過程中,會出現(xiàn)短射、翹曲等缺陷,翹曲變形作為評定產(chǎn)品質量的重要指標,已成為行業(yè)內研究的熱點[1]。控制翹曲變形研究雖然取得了一定進展,但注塑成型的多變量、非線性等特性,使得優(yōu)化面臨很多困難。對于具體工程問題，通常在滿足精度要求的同時找到一個合適的替代模型進行優(yōu)化研究，而移動最小二乘法(MLS)能有效解決此類問題[2]。

下面基于Moldflow軟件和響應曲面對手機上殼翹曲變形進行優(yōu)化,重點研究計算機輔助工程(CAE)模型網(wǎng)格優(yōu)化,基于移動最小二乘法的響應曲面建立以及粒子群尋優(yōu)法對注塑成型工藝的優(yōu)化。

1 注塑成型有限元模型

某公司生產(chǎn)的薄殼類手機上殼注塑件,外形尺寸為150.0 mm×83.0 mm×8.0 mm,平均壁厚2.0 mm,材料為丙烯腈/丁二烯/苯乙烯樹脂(ABS)。手機上殼主視圖、左視圖及主要尺寸,見圖1。規(guī)定該手機上殼與下殼自然裝配間隙不能超過0.5 mm,但在實際生產(chǎn)中由于上殼發(fā)生了翹曲變形,使上、下殼不能自然裝配,因此,需要對上殼進行翹曲變形優(yōu)化。

圖1 手機上殼主要尺寸(單位:mm)

手機上殼在注塑成型過程中采用點澆口,一模兩腔成型。該模型共有38 336個三角形單元,網(wǎng)格匹配率為87%,模型最大和最小三角形網(wǎng)格縱橫比(三角形單元的長和高的最大比值)分別為6.00和1.16,設計了合理的冷卻系統(tǒng)和澆注系統(tǒng),滿足塑件形狀尺寸及模具要求(見圖2),設計目標是滿足質量要求的同時使注塑產(chǎn)品的翹曲變形量最小。……