帶金屬嵌體的塑料花鍵體積收縮率優(yōu)化及分析.pdf

1、塑料制品在汽車零部件領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛，使用塑料制品可以輕化汽車的重量，提高汽車的安全性能，降低汽車的制造成本。這也對塑料制件的質(zhì)量提出了非常高的要求。近年來，汽車塑料零件由于體積收縮率過大導致的質(zhì)量問題日益突出，亟需對此類問題進行相關(guān)研究。而塑料零件的設(shè)計、選材、制造過程，每一個環(huán)節(jié)都和最后產(chǎn)品的質(zhì)量有著密切的關(guān)系，本文正是從這些方面去探討影響體積收縮率的根本原因。
　　本文研究的對象是帶金屬嵌體的塑料花鍵，它是汽車助力轉(zhuǎn)向機構(gòu)

2、中的一個注塑零件。因為該零件關(guān)乎到整個轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的安全，所以需要嚴格控制其成型后的體積收縮率。本文通過交換實驗、Moldflow軟件仿真、田口正交試驗以及 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)去研究影響體積收縮率的因素以及降低體積收縮率的方法。具體研究內(nèi)容如下：
　　首先，本文通過交換試驗和數(shù)據(jù)分析引入了一個實際工程問題。汽車助力轉(zhuǎn)向機構(gòu)出現(xiàn)了上空心軸和上助力軸之間摩擦力過小的問題，本文通過交換實驗幫助其找出了引起滑動摩擦力過小的關(guān)鍵零件和關(guān)鍵尺寸，關(guān)鍵零

3、件就是上助力軸的塑料花鍵，關(guān)鍵尺寸就是塑料外花鍵的實際齒槽寬。此塑料花鍵是通過包膠注塑工藝制得。經(jīng)過數(shù)據(jù)分析，該塑料花鍵的實際齒槽寬比滑動摩擦力合格的塑料花鍵要大。本文通過研究間隙產(chǎn)生的原理，初步判定是體積收縮率過大導致了塑料花鍵齒槽寬度過大，引起了內(nèi)外花鍵的滑動摩擦力過小。
　　其次，本文通過 Moldflow軟件仿真此塑料花鍵包膠注塑過程中的充填保壓階段，去驗證塑料花鍵的體積收縮率是否過大。在仿真過程中，本文準確地在Moldf

4、low中將金屬嵌體和塑料花鍵鑲嵌在一起，單獨設(shè)置了嵌體的溫度和材質(zhì)，并創(chuàng)建了熱流道系統(tǒng)，提高了仿真的精度。仿真結(jié)果驗證了塑料花鍵的體積收縮率確實過大。接著，本文探索在 Moldflow中通過兩種方案優(yōu)化澆注系統(tǒng)，以達到降低體積收縮率的目的。一種是創(chuàng)建傳統(tǒng)的冷流道系統(tǒng)，另外一種是改變澆口的注塑位置。
　　然后，在不修改產(chǎn)品設(shè)計的前提下，本文接著對金屬嵌體的溫度、熔體溫度、模具溫度、保壓壓力、保壓時間這些工藝參數(shù)進行優(yōu)化以達到降低體積

5、收縮率的目的。每個工藝參數(shù)根據(jù)常用參數(shù)范圍選取了四個水平，按照田口正交表安排注塑試驗。通過對試驗結(jié)果進行信噪比極差分析和信噪比均值分析，找出了五個工藝參數(shù)對體積收縮率影響由大到小的順序，并得出了各個因素的最佳水平，試驗證明最佳工藝參數(shù)組合能將體積收縮率降到理想的水平。
　　最后，本文還根據(jù)田口正交試驗的試驗結(jié)果用 Matlab程序設(shè)計了一個 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，去描述各個工藝參數(shù)和體積收縮率之間的函數(shù)關(guān)系。并且使用該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)去預測不