基于响应面模型的电吹风外壳成型收缩率优化.pdf

MODERN PI- ASTICS PROC FSSINE: AND APP第3期
现代塑料加
用
10年第
ATO
53?
Q°
机械与模具?
基于响应面模型的电吹风外壳成型收缩率优化
曹将栋
(南通航运职业技术学院,江苏南通,226010
摘要:以电吹风外壳注射成型工艺设计作为研究对象,通过 Moldflow软伴显示的主要缺陷为塑件的体积收率较大。
采用正交试验法可获得烿响体积收缩率的重要因素,通过二阶响痖面法中的等径设计进行相关参数怃化·并对设计的方案
进行∫验证。结果表明,应用响面模型进优化设是提高产品质量的一种有放途径。
关键讽:正变法响应面模型注塑模员收缩率诋算机辅助工程
Optimization for Shrinkage in Injection Mould of Hairdryer Shell
Based on Response Surface Model
g
Nantong Shipping College, Nantong, Jiangsu 226010>
Abstract: The hairdryer shell was taken as the object of research and analysis by Mold-
flow software. The result of the aralysis show that shrin kage of products is beyond the scale
permitted. The important factors influencing shrinkage of products were obtained by
orthogonal method. And these relative pararneters were optimized with response surface
modekrsm). The solution was tested. The results demonstrate that optimization adopting
response surface model is a effective way of improving quality of products
Key words: orthogonal method; response surface model; injcction; mould; shrinkage;
computer aided eng]neering
近年来,遗传算法、梯度法、模拟退火算法和确3~。因此在注射成型过程中,如果能很好地
响应爾法等数值优化算法广泛应用于优化设计使用该方法,准确地确定注塑工艺参数,将可以
中,每种方法均有其适用范围与优缺点。传统的有效地提高产品的质量,缩短产品生产周期
梯度法因其本身的局限性不能进行全局优;遗
传算法等启发式算法因其过多地时间消耗时1塑件正交试验研究
也难以应用:而响应面模型是数学方法和统计方
法结合的·种算法,其基本思想是通过近似构造
该产品为吹风机的外壳,总体长度为
个具有明确表达形式的多项式,来对所感兴趣180mm,宽度为90mm,高度为25mm。采用
的响应受多个变量影响的问题进行建模和分析,
最终达到优化响应值的目的-?。这种算法简
收稿日期:2010-01-15。
单、省时,通过选取一定量的样本,构造近似函
作者简介:曹将栋,197》年生,男、T学士、讲,从事模
数。其中以二阶响应面模型应用最为广泛,因其
具設计与制造方面的教学与研究工作。 E-mail: card@nt
含有线性项、二次项和交叉项,故在设计响应与
基金项日:南通航运职业技术学院院级谋题(編号YKJ
设计变量的关系描述上,比其他方法更准
2(09bu
代料加
应用
年6
ABS(丙烯腈-丁二烯一苯乙烯共聚物)塑料,成
表2正交试验结果
型收缩率为0.4%~0.7%,综合性能较好,冲
因素
%
击强度较高,化学稳定性、电性能良好。体积
试验号
为29,519cm3,壁厚为2mm,其质量为30.99
Al B
g,通过 Moldflow软件,对该产品进行填充、流
A」B2C:2D2E2F2
动、冷却和翘曲分析。从分析结果看,主要变
A1B3(3D3E3F31.683
形是由于收缩不均匀引起的。通过正交试验
A2R」(」D2E2F32.686
法来获得在注射成型过程中的最优工艺参数。
A2 3
D3 C
2,316
试验采用 Moldflow软件进行模拟,其模型如图
A21B3(3D1E1F21.657
1所示。
A3B」C2D1FE3F22.239
A3 B3
0
11 A1 B2 1 I
(2 D
13A2B1C2DE1F32.348
12 B2 C3 D1 E
1633B](3D2E3F11
图1 Moldflow分析模型
18 A3 B3 2 D1 62 F
47
正交试验实际就是使用正交表来安排试验
各水平y均值和极差如表3所示。
表3各水平y均值和极差
的方法,而正交表是按正交排列好的用于安排多
因素试验的表格,根据正交试验的要求,确定试
项囯A
2612、6352.1962,183
验因素的个数及每个因素变化的水平数,选用?
2.295
适的正交表,确定试验次数,安排试验°
研究注塑压力、熔体温度、保压压力、保压时
Re.010.1280、8760.0640.07960.033
间、模具温度以及冷却时同6个因素在3水平下
注:K1,K2,Ks为各水平y均值,R为各因素的极差
的电吹风外壳的成形性(如表1所示),选用全
由表3可见,极差的大小排序为Rc>Ra
因素的L18(3)正交表。所有因素完全试验需
要进行3°(729)次试验,而选用正交试验只进行
RD>RE>Rr>RA。极差越大说明该因素对试
18次,仅占2,47%。具体试验方案与结果如表验结果、值的影响越大,该因素越重要。作出
各因素与试验结果的关系图(见图2),即可看出
2所示,其中最大成型收缩率为y
各因素水平值对试验结果的影响趋勢。
1正交试验因素水平表
因素
次平注射压熔体温保压压保时模具冷却时
カ/MPa度/で力/MPa同/s度/℃淘/s
妈长
2.0
110
A1PB肌ERれ2C32RB2BF2FR
工艺参数
图2工艺参数对最大体积收缩率的影响