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汽车后背门下护板顺序注塑模具设计及工艺优化
| 论文题名： | 汽车后背门下护板顺序注塑模具设计及工艺优化 |
| 关键词： | 汽车后背门下护板;顺序注塑工艺;模具设计;工艺优化 |
| 摘要： | 塑料制品在机械仪表、建筑、交通工具以及我们日常生活中的应用越来越广泛，人们对产品的质量要求不断提升，尤其是大型模具的出现，使得CAD/CAE技术在成型工艺参数优化中的作用越来越受重视，同时热流道顺序阀技术在大型塑料模具中也逐渐得到广泛的应用。 本文以汽车后背门下护板为研究对象，将CAD/CAE技术用于指导模具设计，将正交试验、响应面优化方法用于其工艺参数的优化。 首先，介绍了塑料件在汽车上的应用与分类以及其成型特点，分析了大型薄壁件常见成型缺陷及其形成原因和解决措施，运用三维CAD软件CATIA对产品进行了三维造型，并结合Moldflow软件对汽车后背门下护板的成型过程进行模拟，用于指导其模具设计，从而获得更加合理的模具结构，缩短了整个成型周期，为后续工艺参数的优化提供指导。 随后，将正交试验优化、二阶响应面优化设计方法运用于汽车后背门下护板成型工艺参数的优化，并比较两种优化效果。本文选取熔接线以及翘曲变形为评价指标，对于熔接线而言，选取阀浇口2的开启时间（A）、阀浇口3的开启时间（B）、阀浇口4的开启时间(C)、侧浇口宽度(D)、侧浇口深度(E)这五个影响因素，通过对试验结果的极差和方差分析，确定了最佳的参数组合为阀浇口2、3、4分别在1.9s、3.2s、3.9s时打开，侧浇口的宽度和深度分别为22mm和2.2mm时，熔接线基本消除。在此基础上，分析模具温度（A）、熔体温度(B)、保压压力(C)、保压时间(D)和冷却时间(E)这五个试验因素对翘曲的影响，通过对正交试验结果的直观分析，得出了各成型工艺参数对汽车后背门下护板翘曲影响的主次顺序为:保压压力、熔体温度、模具温度、保压时间、冷却时间。获得的最佳工艺参数组合为:保压压力是注射压力的95％，熔体温度取215℃，模具温度取50℃，保压时间取20s，冷却时间取38s。再对试验结果进行方差分析，得出工艺参数对翘曲影响的主次顺序与直观分析顺序完全相同，这为进一步研究工艺参数的优化奠定了良好的基础。 正交优化是区域优化，不是精确优化，本文又对汽车后背门下护板成型工艺参数进行了响应面优化。优化对象是影响翘曲的两个关键因素——保压压力、熔体温度，并建立起两者与翘曲变形之间的响应面模型，求得了响应面最优解，通过模拟验证响应面优方案得到的翘曲变形比正交优方案的结果要好，其翘曲值比正交优化所得的值下降了4％，且通过响应面模型算得的翘曲变形和模拟得到的值较接近，证明了该模型的可靠性。最后进行了实际生产验证，获得了理想的产品质量，说明了二阶响应面模型能有效指导注塑成型工艺参数的优化。 |
| 作者： | 刘惠芬 |
| 专业： | 材料加工工程 |
| 导师： | 黄瑶 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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