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(jià)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(chē)、通信等領(lǐng)域的應(yīng)用不斷擴(kuò)展。這些應(yīng)用場(chǎng)合不僅對(duì)塑料制品的尺寸精度，而且對(duì)制品形狀的復(fù)雜程度提出了很高的要求，這使得對(duì)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(duì)熱塑性塑料的成型過(guò)程，以注射成型機(jī)的設(shè)計(jì)--成型過(guò)程模擬--成型工藝優(yōu)化為主線(xiàn)，設(shè)計(jì)了先

2、進(jìn)先出式注射成型機(jī)，構(gòu)造成型過(guò)程的數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)成型過(guò)程的動(dòng)態(tài)分析，研究成型過(guò)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(shí)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(duì)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(duì)其塑化裝置進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)，采用國(guó)際上最先進(jìn)的“先進(jìn)先出”方式，把液壓驅(qū)動(dòng)螺

3、桿置于注射活塞中，將注射和塑化部件合而為一，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，從而優(yōu)化了工藝；并對(duì)其主要零件螺桿、螺桿頭、機(jī)筒和噴嘴進(jìn)行了設(shè)計(jì)。針對(duì)合模裝置，結(jié)合增壓式和充液式合模裝置的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)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(wèn)題。
　　 2.本文從流變學(xué)基本理論出發(fā)，通過(guò)對(duì)充模和保壓過(guò)程的量綱分析，建立了注射成型充填和保壓過(guò)程的數(shù)學(xué)模型。采用FEM/FDM/CVM程序

4、對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了數(shù)值求解，獲得成型過(guò)程中的壓力、溫度、剪切速率等物理場(chǎng)的分布，用來(lái)預(yù)測(cè)成型過(guò)程中出現(xiàn)的制品質(zhì)量缺陷；研究了保壓過(guò)程對(duì)制品質(zhì)量的影響，考察了三種保壓模式（恒壓保壓、線(xiàn)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(xiàn)。
　　 3.本文提出了一種新的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法--析因試驗(yàn)設(shè)計(jì)法研究了注射成型過(guò)程中多變量因子之間的交互作用的影響，即從眾多的試驗(yàn)因子中抽取與試驗(yàn)?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(yàn)因子列入正交試驗(yàn)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(yàn)參數(shù)，優(yōu)化注射成型的工藝參數(shù)。
　　 4.本文在析因試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，利用Taguchi方法設(shè)計(jì)了L27試驗(yàn)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(shí)間四個(gè)因子及交叉因子對(duì)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)