先進(jìn)先出式注射成型機(jī)的研制和數(shù)值模擬及質(zhì)量控制.pdf

1、注射成型是現(xiàn)代塑料工業(yè)中極為重要的一種加工技術(shù)，塑料制品以其質(zhì)輕、價廉且具有優(yōu)良的綜合機(jī)械性能而在機(jī)械、電子、航空、汽車、通信等領(lǐng)域的應(yīng)用不斷擴(kuò)展。這些應(yīng)用場合不僅對塑料制品的尺寸精度，而且對制品形狀的復(fù)雜程度提出了很高的要求，這使得對注射制品質(zhì)量的控制變得至關(guān)重要。注射成型工藝復(fù)雜，制品質(zhì)量受到成型機(jī)械、材料性能及工藝參數(shù)等多種因素的影響。本文針對熱塑性塑料的成型過程，以注射成型機(jī)的設(shè)計--成型過程模擬--成型工藝優(yōu)化為主線，設(shè)計了先

2、進(jìn)先出式注射成型機(jī)，構(gòu)造成型過程的數(shù)學(xué)模型，實現(xiàn)成型過程的動態(tài)分析，研究成型過程的變化歷史與制品質(zhì)量的關(guān)系，將現(xiàn)代優(yōu)化算法與數(shù)值模擬相結(jié)合，定量分析成型工藝參數(shù)與制品性能之間的關(guān)系，從而實現(xiàn)制品質(zhì)量控制的終極目標(biāo)。
　　 1.注射機(jī)的技術(shù)參數(shù)、性能與物料性質(zhì)、注射成型工藝有著密切的關(guān)系。本文對注射成型機(jī)的兩大主要部件（注射裝置和合模裝置）進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析。對其塑化裝置進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計，采用國際上最先進(jìn)的“先進(jìn)先出”方式，把液壓驅(qū)動螺

3、桿置于注射活塞中，將注射和塑化部件合而為一，簡化了結(jié)構(gòu)，從而優(yōu)化了工藝；并對其主要零件螺桿、螺桿頭、機(jī)筒和噴嘴進(jìn)行了設(shè)計。針對合模裝置，結(jié)合增壓式和充液式合模裝置的優(yōu)點，設(shè)計了內(nèi)裝增壓缸的自吸閥式合模裝置，結(jié)構(gòu)緊湊，合模精度高，鎖模力增大，穩(wěn)定性提高，并解決了液壓鎖模裝置不易解決的漏油問題。
　　 2.本文從流變學(xué)基本理論出發(fā)，通過對充模和保壓過程的量綱分析，建立了注射成型充填和保壓過程的數(shù)學(xué)模型。采用FEM/FDM/CVM程序

4、對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了數(shù)值求解，獲得成型過程中的壓力、溫度、剪切速率等物理場的分布，用來預(yù)測成型過程中出現(xiàn)的制品質(zhì)量缺陷；研究了保壓過程對制品質(zhì)量的影響，考察了三種保壓模式（恒壓保壓、線性保壓、階躍式保壓）與制品重量、沉降斑、體積收縮之間的影響關(guān)系，進(jìn)而確定最優(yōu)保壓曲線。
　　 3.本文提出了一種新的試驗設(shè)計方法--析因試驗設(shè)計法研究了注射成型過程中多變量因子之間的交互作用的影響，即從眾多的試驗因子中抽取與試驗?zāi)繕?biāo)密切相關(guān)的單因子和交

5、互因子。并將交互作用作為一種重要的試驗因子列入正交試驗表與其它單因子共同起作用，從而能夠全面而有效地配置試驗參數(shù)，優(yōu)化注射成型的工藝參數(shù)。
　　 4.本文在析因試驗設(shè)計的基礎(chǔ)上，利用Taguchi方法設(shè)計了L27試驗矩陣，選擇重量、體積收縮和沉降斑作為注塑件的質(zhì)量指標(biāo)，分析模具溫度、熔體溫度、保壓壓力和保壓時間四個因子及交叉因子對質(zhì)量指標(biāo)的影響，優(yōu)化了注射成型工藝，且為智能設(shè)定參數(shù)提供了規(guī)則。
　　 5.本文將人工神經(jīng)網(wǎng)