汽車(chē)薄殼注塑件翹曲變形及控制技術(shù)研究,畢業(yè)論文

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p>　　題目名稱(chēng)：汽車(chē)薄殼注塑件翹曲變形及控制技術(shù)研究 </p><p>　　學(xué) 院： </p><p>　　專(zhuān)業(yè)年級(jí)： </p><p>　　學(xué)生姓名

2、： </p><p>　　班級(jí)學(xué)號(hào)： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　二XXX年六月十日 </p><p><b>　　摘 要</b></p><

3、;p>　　常規(guī)汽車(chē)用注塑件成型工藝已為人們所熟悉，相關(guān)理論已經(jīng)非常成熟，但薄壁注塑成型則不然。這是因?yàn)殡S著塑件壁不斷變薄，聚合物熔體在型腔中冷卻迅速，使得成型難度加大，導(dǎo)致聚合物熔體在薄壁型腔內(nèi)的流動(dòng)行為也與常規(guī)注塑成型有所不同。汽車(chē)注塑薄殼件是一種典型的注塑加工零件，翹曲是其制造過(guò)程中的主要缺陷。汽車(chē)諸多注塑薄殼件制品由翹曲引起的形狀偏差會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量。注塑成型是一個(gè)高度非線性、時(shí)變性的多參數(shù)作用過(guò)程。由于此過(guò)程具有多個(gè)參

4、數(shù)相互作用并隨時(shí)間變化的特性，所以每個(gè)參數(shù)對(duì)最后制件質(zhì)量的優(yōu)劣都具有不同程度的影響。為了減少最終制件的質(zhì)量缺陷，提高生產(chǎn)質(zhì)量，需要對(duì)整個(gè)成型周期中工藝參數(shù)進(jìn)行控制，使對(duì)最終制件質(zhì)量影響較大的工藝參數(shù)能保持在最佳范圍內(nèi)，從而確保制件質(zhì)量達(dá)到最優(yōu)。</p><p>　　本文確定了注塑成型的工藝參數(shù)。通過(guò)注塑成型翹曲變形的分析，確定翹曲變形產(chǎn)生的原因，以此確定了薄殼注塑件翹曲變形量的影響因素以及汽車(chē)薄殼件注塑成形過(guò)程中

5、翹曲缺陷控制方法。使翹曲變形產(chǎn)生的廢品率大大降低，減少了二次加工的幾率和成本，產(chǎn)生了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　關(guān)鍵詞：薄壁注塑成型；翹曲變形；參數(shù)控制；質(zhì)量提高</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Nowadays, people are familiar with the process an

6、d method of traditional injection molding and the relative theories have been also matured, yet the thin-wall injection molding. Due to the plastic wall become thinner and the polymer melt cool quickly in the cavity, it

7、is much more difficult to inject molding, which lead to the flow behavior of the polymer melt in thin-wall injection molding and the traditional ones are different, too. Thin-wall Plastic parts are the typical ones in au

8、to products</p><p>　　The injection molding process parameters were identified in this paper. Warpage of injection molding through the analysis to determine the cause warping deformation in order to ascertain

9、 Injection Parts of the shell warping deformation of the impact of factors, as well as car shell of injection molding process of warping control deficiencies. Warpage of the waste generated significantly lower rates, red

10、uce the risk of secondary processing and cost, have obvious economic benefits.</p><p>　　Keywords：thin-wall inject molding; warping deformation; parameter control; improve the quality </p><p>　　不

11、要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要1</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　1 緒 論3</b></p><p><b>

12、;　　1.1引言3</b></p><p>　　1.2汽車(chē)薄壁件翹曲變形的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀4</p><p>　　1.2.1國(guó)外的研究現(xiàn)狀4</p><p>　　1.2.2國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀4</p><p>　　1.3論文工作內(nèi)容5</p><p>　　1.3.1課題的主要研究?jī)?nèi)容5</p&g

13、t;<p>　　1.3.2課題采取的技術(shù)路線5</p><p><b>　　2 注塑成型6</b></p><p>　　2.1塑料及其性能6</p><p>　　2.1.1塑料組成及分類(lèi)6</p><p>　　2.1.2塑料的優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域7</p><p>　　2.2注塑

14、成型工藝參數(shù)8</p><p>　　2.2.1主要工藝參數(shù)8</p><p>　　2.2.2工藝參數(shù)對(duì)注塑成型的影響8</p><p><b>　　2.3注塑機(jī)9</b></p><p>　　2.3.1注塑系統(tǒng)9</p><p>　　2.3.2鎖模裝置10</p><

15、;p>　　2.3.3液壓傳動(dòng)與電器控制系統(tǒng)10</p><p>　　2.4注塑成型過(guò)程10</p><p>　　2.4.1塑化10</p><p>　　2.4.2填充10</p><p>　　2.4.3保壓11</p><p>　　2.4.4冷卻11</p><p><b

16、>　　3 翹曲變形12</b></p><p><b>　　3.1概述12</b></p><p>　　3.2 注塑成型翹曲變形分析12</p><p>　　3.2.1翹曲變形產(chǎn)生的原因12</p><p>　　3.2.2翹曲變形量的影響因素13</p><p>　　4

17、 汽車(chē)翹曲變形的控制技術(shù)15</p><p>　　4.1修改工件的幾何形狀15</p><p>　　4.2改變注塑模具的結(jié)構(gòu)15</p><p>　　4.3調(diào)整工藝參數(shù)16</p><p><b>　　結(jié) 論17</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)18</b&

18、gt;</p><p><b>　　致 謝19</b></p><p>　　千萬(wàn)不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印。在目錄上點(diǎn)右鍵“更新域”，然后“更新整個(gè)目錄”。打印前，不要忘記把上面“Abstract”這一行后加一空行</p><p><b>　　緒 論</b></p><p><b&

19、gt;　　1.1引言</b></p><p>　　輕量化是當(dāng)今汽車(chē)材料發(fā)展的主要方向。據(jù)分析，汽車(chē)一般部件重量每減輕1%，可節(jié)油1%；運(yùn)動(dòng)部件每減輕1%，可節(jié)油2%。根據(jù)最新資料介紹，國(guó)外汽車(chē)自身質(zhì)量同過(guò)去相比己減輕了20%-26%。預(yù)計(jì)在未來(lái)的10年內(nèi)，轎車(chē)自身的重量還將繼續(xù)減輕20%。塑料及其復(fù)合材料是重要的汽車(chē)輕質(zhì)材料，它不僅可減輕零部件約40%的質(zhì)量，而且還可使成本降低40%左右。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界

20、上平均每輛汽車(chē)對(duì)塑料的用量在2000年就已達(dá)到105kg，約占汽車(chē)總質(zhì)量的8%-12%。發(fā)達(dá)國(guó)家車(chē)用塑料現(xiàn)已占塑料總消耗量的7%-11%，預(yù)計(jì)將達(dá)到10%-11%[1] 。 </p><p>　　我國(guó)2006年汽車(chē)產(chǎn)量超過(guò)600萬(wàn)輛，位居世界第四，這標(biāo)志著中國(guó)汽車(chē)工業(yè)由此步入了一個(gè)高速增長(zhǎng)的發(fā)展階段，并拉動(dòng)下游形成了塑料等高增長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)群，塑料工業(yè)為滿(mǎn)足汽車(chē)制造業(yè)而實(shí)現(xiàn)了高速、躍增式的發(fā)展。近年來(lái)，我國(guó)塑料在汽車(chē)

21、中的用量也迅速上升，特別是塑料在轎車(chē)的用量較高。但我國(guó)汽車(chē)行業(yè)應(yīng)用塑料尚存在一些問(wèn)題有待解決，否則可能影響塑料在汽車(chē)材料份額的進(jìn)一步提升：一是汽車(chē)專(zhuān)用塑料牌號(hào)少，產(chǎn)品性能不能滿(mǎn)足選材要求，需進(jìn)口或采用改性塑料替代，如高分子量高密度聚乙烯（HMHDPE）、熱塑性彈性體（TPE）、聚碳酸酷（PC）、聚甲醛（POM）、發(fā)泡顆粒成型材料等；二是汽車(chē)用塑料品種較多，材料標(biāo)準(zhǔn)混亂，不利于大批量生產(chǎn)與應(yīng)用，需對(duì)汽車(chē)現(xiàn)用的塑料材料進(jìn)行品種簡(jiǎn)化；三是缺乏

22、生產(chǎn)汽車(chē)專(zhuān)用塑料的領(lǐng)頭企業(yè)，現(xiàn)有生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模小而分散，各有地盤(pán)和服務(wù)對(duì)象，技術(shù)水平不一，模具開(kāi)發(fā)能力差，塑料制品產(chǎn)品質(zhì)量難以保證。</p><p>　　隨著緊湊型，微型汽車(chē)的增多，其所使用的塑料制品也相應(yīng)朝著體積輕量化，結(jié)構(gòu)復(fù)雜化發(fā)展。在此情況下，一些汽車(chē)薄壁注塑產(chǎn)品越來(lái)越多的出現(xiàn)在一些車(chē)型上。</p><p>　　對(duì)于汽車(chē)制件來(lái)說(shuō)，“薄壁”是指壁厚小于2mm，薄壁制品的生產(chǎn)要求改變加工工

23、藝，有更高的壓力和速度，更短的冷卻時(shí)間，改變制件頂出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和澆口排列順序。而加工工藝的改變同時(shí)促進(jìn)了模具、機(jī)器和制件設(shè)計(jì)的發(fā)展，對(duì)注射機(jī)和模具提出了更高的要求。</p><p>　　翹曲變形是汽車(chē)薄殼塑料件注塑成型中的常見(jiàn)缺陷之一，因?yàn)樯婕暗綄?duì)翹曲變形量的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，而不同材料、不同形狀的注塑件的翹曲變形規(guī)律差別很大。翹曲變形問(wèn)題的存在會(huì)影響注塑件的形狀精度和表面質(zhì)量，當(dāng)翹曲變形量超過(guò)允許誤差后，就成為成形缺陷

24、，進(jìn)而影響產(chǎn)品裝配。翹曲作為塑件變形的重要特征之一，其研究有重要的應(yīng)用價(jià)值。</p><p>　　因此，研究制件注塑成形，降低塑件成形的翹曲量，對(duì)于提高汽車(chē)塑件產(chǎn)品精度，縮短新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期有著重要的意義。</p><p>　　1.2汽車(chē)薄壁件翹曲變形的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　對(duì)各類(lèi)汽車(chē)上日益增加的薄壁件翹曲變形做出準(zhǔn)確預(yù)測(cè)是有效控制翹曲缺陷的前提，長(zhǎng)期以

25、來(lái)，人們?cè)诼N曲預(yù)測(cè)方面做了大量的工作。</p><p>　　1.2.1國(guó)外的研究現(xiàn)狀</p><p>　　早在六十年代，國(guó)外學(xué)者就通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)獲取澆口幾何形狀、保壓參數(shù)(保壓壓力和保壓時(shí)間)和模具的彈性對(duì)制品最終尺寸的影響，再用PET作為聚合物基，研究了不同材料和不同壁厚平板的翹曲特性。但由于實(shí)驗(yàn)方法研究翹曲變形，往往局限于某一特定的幾何形狀、特定的材料和工藝條件，并不能全面考慮諸多因素對(duì)

26、翹曲變形的影響，而且也不能在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段預(yù)測(cè)可能發(fā)生的翹曲變形的大小[2]。在實(shí)際使用中，經(jīng)驗(yàn)公式的局限性也顯而易見(jiàn)，不僅受實(shí)驗(yàn)條件的影響，還與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法、經(jīng)驗(yàn)公式的應(yīng)用條件等許多因素有關(guān)，并且一種經(jīng)驗(yàn)公式只適用于與實(shí)驗(yàn)狀況相當(dāng)接近的生產(chǎn)過(guò)程。所以，七十年代以后，人們就開(kāi)始采用根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)從制品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)及注塑工藝條件等方面采取措施，盡量避免發(fā)生大的翹曲變形。由于翹曲變形與不均勻收縮有關(guān)，許多學(xué)者從研究不同塑料在不同工藝條件

27、下的收縮行為入手，來(lái)分析收縮與制品翹曲的關(guān)系。首先在注塑流動(dòng)、保壓、冷卻模擬的基礎(chǔ)上，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和線性回歸方法，提出了預(yù)測(cè)注塑制品收縮的模型，在收縮預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上，通過(guò)結(jié)構(gòu)分析模擬程序計(jì)算出制品的變形[3]。再對(duì)GMT材料的收縮和翹曲行為進(jìn)行了詳細(xì)的研究，他們認(rèn)為，GMT材料在</p><p>　　1.2.2國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀</p><p>　　我國(guó)在這方面研究的比較晚，而且大部分工作都是基于試

28、驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，再根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果提出試驗(yàn)收縮模型，然后計(jì)算翹曲變形。90年代，鄭州工學(xué)院的申長(zhǎng)雨等幾位學(xué)者提出了翹曲變形系數(shù)的概念，主要考慮溫度不均勻分布引起翹曲變形，并采用數(shù)值計(jì)算方法計(jì)算出了翹曲變形系數(shù)。而后，采用彈性不變形理論、有限單元法計(jì)算溫度應(yīng)力，利用大連理工大學(xué)的結(jié)構(gòu)分析程序來(lái)計(jì)算出翹曲大小[5]。2004年西北工業(yè)大學(xué)的吳建軍等人用一維粘彈性本構(gòu)方程求解了塑件的殘余應(yīng)力，用懸臂梁理論求解了用品的變形[6,7]。華中理工大學(xué)的

29、盧義強(qiáng)博士用薄板理論分析制品的翹曲變形，將制品的面內(nèi)變形看作平面應(yīng)力問(wèn)題，將面向變形看作薄板彎曲問(wèn)題，兩類(lèi)變形疊加后，采用平面問(wèn)題及薄板彎曲問(wèn)題的有限元法計(jì)算制品在三維空間坐標(biāo)內(nèi)的變形[8]。</p><p><b>　　1.3論文工作內(nèi)容</b></p><p>　　1.3.1課題的主要研究?jī)?nèi)容</p><p>　　汽車(chē)注塑薄殼件是一種典型的

30、注塑加工零件，翹曲是其制造過(guò)程中的主要缺陷。汽車(chē)諸多注塑薄殼件制品由翹曲引起的形狀偏差會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)品的裝配精度。注塑成型過(guò)程是一個(gè)高度非線性、時(shí)變性的多參數(shù)作用過(guò)程。由于此過(guò)程具有多個(gè)參數(shù)相互作用并隨時(shí)間變化的特性，所以每個(gè)參數(shù)對(duì)最后制件質(zhì)量的優(yōu)劣都具有不同程度的影響。為了減少最終制件的質(zhì)量缺陷、提高生產(chǎn)質(zhì)量，需要對(duì)整個(gè)成型周期中工藝參數(shù)的值進(jìn)行檢測(cè)控制，使對(duì)最終制件質(zhì)量影響較大的工藝參數(shù)值能保持在最佳的范圍內(nèi)，從而確保最終制件質(zhì)量達(dá)到

31、最優(yōu)。</p><p>　　本文從以下幾方面展開(kāi)對(duì)汽車(chē)薄殼注塑件成形翹曲變形的研究：</p><p>　?。?）分析汽車(chē)薄殼件注塑成型模擬過(guò)程中一些主要的工藝參數(shù)，如注射溫度、模具溫度、注射壓力、注射時(shí)間、保壓壓力、保壓時(shí)間等對(duì)工件翹曲變形的影響。</p><p>　?。?）確定了汽車(chē)薄殼件成形過(guò)程中翹曲缺陷控制方法：一是修改工件的幾何形狀；二是改變注塑模具的結(jié)構(gòu)；

32、三是調(diào)整工藝參數(shù)。</p><p>　　1.3.2課題采取的技術(shù)路線</p><p>　　通過(guò)對(duì)收集相關(guān)資料和文獻(xiàn)的分析研究，以薄殼件為研究對(duì)象，進(jìn)行薄殼件澆注成型的研究，主要是對(duì)填充、保壓、冷卻、翹曲過(guò)程的分析，獲取薄殼塑料零件翹曲變形的原因，針對(duì)汽車(chē)薄殼注塑件注塑成形過(guò)程中的翹曲缺陷，研究出薄殼塑料件翹曲變形的控制技術(shù)。</p><p><b>　　注

33、塑成型</b></p><p>　　注塑成型（簡(jiǎn)稱(chēng)注塑）是將塑料原料加工成制品的主要方法，可成型各種的塑料制品。由于它具有應(yīng)用面廣、成型周期短、生產(chǎn)效率高、易成型形狀復(fù)雜的制品、制品精度高、生產(chǎn)操作容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化等多方面的優(yōu)點(diǎn)，因此在整個(gè)塑料制品生產(chǎn)行業(yè)中，占有非常重要的地位。在注塑成型生產(chǎn)中，塑料、注塑機(jī)和注塑具是三個(gè)必不可少的物質(zhì)條件。</p><p><b&

34、gt;　　2.1塑料及其性能</b></p><p>　　塑料是一種以樹(shù)脂為主要成分，加入各種能夠改善其加工及使用性能的添加劑，在特定溫度、壓力等條件的作用下，能夠制成設(shè)計(jì)要求的形狀，并可在常溫、常壓下保持此形狀的一類(lèi)高分子材料。塑料一般在常溫下是玻璃態(tài)，若加熱則變?yōu)楦邚棏B(tài)，進(jìn)而變?yōu)檎沉鲬B(tài)，此時(shí)具有優(yōu)良的可塑性。在塑料成形過(guò)程中，除極少數(shù)幾種工藝外，均要求塑料處于粘流態(tài)。</p><

35、;p>　　2.1.1塑料組成及分類(lèi)</p><p>　　2.1.1.1塑料的組成</p><p>　　樹(shù)脂是塑料的主要成分，它決定著塑料的基本性能。樹(shù)脂按其來(lái)源可分為天然樹(shù)脂和合成脂。天然樹(shù)脂來(lái)自大自然，如蛋白質(zhì)和琥珀等。合成樹(shù)脂的種類(lèi)繁多，但塑料工業(yè)經(jīng)常使用的樹(shù)脂主要有幾十種。除樹(shù)脂外，絕大部分的塑料中還需加入各種添加劑以改善其加工及使用性能。常用的添加劑種類(lèi)有增塑劑、穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑

36、劑、著色劑、阻燃劑、填料及發(fā)泡劑等。</p><p>　　樹(shù)脂是高分子化合物，其分子由無(wú)數(shù)個(gè)單體構(gòu)成，這些單體單元稱(chēng)為鏈節(jié)。樹(shù)脂的一個(gè)分子中可以包含數(shù)百、數(shù)千甚至數(shù)十萬(wàn)個(gè)鏈節(jié)，因此樹(shù)脂的相對(duì)分子質(zhì)量（即分子量）可以由數(shù)萬(wàn)、數(shù)十萬(wàn)到數(shù)百萬(wàn)。塑料的種類(lèi)很多，尚未有明確的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。目前常用的分類(lèi)方法是按塑料材料受熱后的性能表現(xiàn)不同，分為熱塑性塑料和熱固性塑料，其中熱塑性塑料發(fā)展最快、產(chǎn)量最多、用途最廣。</p&g

37、t;<p>　　2.1.1.2塑料的分類(lèi)</p><p>　　塑料目前尚無(wú)確切的分類(lèi)，一般分類(lèi)如下：</p><p>　　（1）按塑料的物理化學(xué)性能分：</p><p>　　熱塑性塑料：在特定溫度范圍內(nèi)能反復(fù)加熱軟化和冷卻硬化的塑料。如聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料。</p><p>　　熱固性塑料：因受熱或其它條件能固化成不熔不溶性

38、物料的塑料。如酚醛塑料、環(huán)氧塑料等。</p><p>　?。?）按塑料的用選分：</p><p>　　通用塑料：一般指產(chǎn)量大、用途廣、成型性好、價(jià)廉的塑料。如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。</p><p>　　工程塑料：一般指能承受一定的外力作用，并有良好的機(jī)械性能和尺寸穩(wěn)定性，在高、低溫下仍能保持其優(yōu)良性能，可以作為工程結(jié)構(gòu)件的塑料。如ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯

39、共聚物）、尼龍、聚礬等。</p><p>　　特種塑料：一般指具有特種功能（如耐熱、自潤(rùn)滑等），應(yīng)用于特殊要求的塑料。如氟塑料、有機(jī)硅等。</p><p>　　（3）按塑料成型方法分：</p><p>　　模壓塑料：供模壓用的樹(shù)脂混合料。如一般熱固性塑料。</p><p>　　層壓塑料：指浸有樹(shù)脂的纖維織物，可經(jīng)疊合、熱壓結(jié)合而成為整體材料。

40、</p><p>　　注射、擠出和吹塑塑料：一般指能在料筒溫度下熔融、流動(dòng)，在模具中迅速硬化的樹(shù)脂混合塑料。如一般熱塑性塑料。</p><p>　　澆鑄塑料：能在無(wú)壓或稍加壓力的情況下，傾注于模具中能硬化成一定形狀制品的液態(tài)樹(shù)脂混合料。</p><p>　　反應(yīng)注射模塑料：一般指液態(tài)原材料，加壓注入模腔內(nèi)，使其反應(yīng)固化制得成品。如聚氨脂類(lèi)。</p>&

41、lt;p>　?。?）按塑料半制品和制品分：</p><p>　　模塑粉：又稱(chēng)塑料粉，主要由熱固性樹(shù)脂（如酚醛）和填料等經(jīng)充分混合、按壓、粉碎而得。如酚醛塑料粉。</p><p>　　增強(qiáng)塑料：加有增強(qiáng)材料而某些力學(xué)性能比原樹(shù)脂有較大提高的一類(lèi)塑料。泡沫塑料：整體內(nèi)合有無(wú)數(shù)微孔的塑料。</p><p>　　薄膜：一般指厚度在0.25毫米以下的平整而柔軟的塑料制品

42、。</p><p>　　2.1.2塑料的優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域</p><p>　　2.1.2.1塑料的優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　不同種類(lèi)的塑料具有不同的優(yōu)點(diǎn)，綜合起來(lái)可歸納如下：質(zhì)量輕、密度不均勻、比強(qiáng)度高、耐化學(xué)腐蝕能力強(qiáng)、絕緣性能好、光學(xué)性能好、具有多種防護(hù)性能、加工性能好、經(jīng)濟(jì)效益顯著。應(yīng)該指出的是，塑料也存在一些缺點(diǎn)，在應(yīng)用中受到一定的限制。一般塑料的剛性差、耐熱

43、性差，在低溫下易開(kāi)裂，塑料的導(dǎo)熱系數(shù)小，這對(duì)散熱而言很不利；塑料易燃燒，在光和熱作用下性能容易變壞，發(fā)生老化現(xiàn)象等。所以，在選擇塑料時(shí)要注意揚(yáng)長(zhǎng)避短。</p><p>　　2.1.2.2塑料的應(yīng)用領(lǐng)域</p><p>　　目前，塑料制品主要應(yīng)用在以下領(lǐng)域：</p><p>　?。╨）包裝領(lǐng)域塑料的最大消費(fèi)市場(chǎng)是包裝，在發(fā)達(dá)國(guó)家塑料制品的消費(fèi)總量中，包裝材料占1/4以

44、上。</p><p>　　（2）建筑領(lǐng)域由于塑料材料的綜合性能和節(jié)能效果較好，塑料在建筑領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用，如塑料門(mén)窗、塑料內(nèi)外墻裝飾材料等的大量使用。</p><p>　?。?）電子電器領(lǐng)域隨著計(jì)算機(jī)、光學(xué)復(fù)印機(jī)和其他商用辦公設(shè)備及電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)迅速向短、小、輕、薄的方向發(fā)展，塑料在電子電器工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用量也越來(lái)越大。</p><p>　?。?）汽車(chē)領(lǐng)域汽車(chē)生產(chǎn)

45、廠家對(duì)減輕汽車(chē)車(chē)體重量的迫切要求，促進(jìn)了塑料在汽車(chē)領(lǐng)域中的應(yīng)用。目前，高強(qiáng)度、質(zhì)量輕的塑料制品正廣泛應(yīng)用在交通運(yùn)輸領(lǐng)域中。</p><p>　?。?）醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域醫(yī)用塑料制品己成為塑料材料向高技術(shù)、高附加值發(fā)展的一個(gè)主要方向，并在生物和醫(yī)學(xué)工程研究領(lǐng)域中發(fā)展成為一門(mén)相當(dāng)重要的邊緣學(xué)科。比如人造骨和人造肺等的應(yīng)用。</p><p>　?。?）農(nóng)業(yè)領(lǐng)域新型地膜、功能性農(nóng)膜和可降解薄膜等已成為當(dāng)

46、今農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中新的研究、應(yīng)用趨勢(shì)。塑料在生活用品、文體用品和化工等領(lǐng)域也有很大應(yīng)用?，F(xiàn)在，塑料正在迅速進(jìn)入國(guó)防、宇航、海洋開(kāi)發(fā)和信息產(chǎn)業(yè)等技術(shù)領(lǐng)域，并逐漸向其他領(lǐng)域拓寬。</p><p>　　2.2注塑成型工藝參數(shù)</p><p>　　注塑成型就是利用塑料的可擠壓性和可模塑性，首先將松散的粒料或粉狀成型物料從注塑機(jī)的料斗中送入高溫的料筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為粘液態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿的高

47、壓推動(dòng)下，以很大的流速通過(guò)料筒前端的噴嘴注射進(jìn)入閉合的模具中，經(jīng)過(guò)保壓冷卻定型后，開(kāi)啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑件。</p><p>　　2.2.1主要工藝參數(shù)</p><p>　　1、注射壓力 注射壓力是指注射時(shí)螺桿或柱塞頭部作用于熔體上的壓力。</p><p>　　2、注射速度 注射速度是指螺桿在注射時(shí)的移動(dòng)速度，其單位為cm/s。除注射速

48、度外，還可以用注射速率、注射時(shí)間等來(lái)表示。</p><p>　　3、熔料溫度 熔料溫度（料溫）指塑化塑料的溫度和從噴嘴射出的熔體溫度，前者稱(chēng)為塑化溫度，后者稱(chēng)為熔體溫度。</p><p>　　4、模具溫度 模具溫度是指與制品接觸的模具型腔表面的溫度。</p><p>　　5、保壓壓力 保壓壓力是指對(duì)型腔內(nèi)塑料熔體進(jìn)行壓實(shí)以及維持向型腔內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)料流動(dòng)所需要的壓力

49、。</p><p>　　6、保壓時(shí)間 保壓時(shí)間是指保壓壓力持續(xù)作用的時(shí)間。</p><p>　　7、冷卻時(shí)間 冷卻時(shí)間指保壓結(jié)束到開(kāi)啟模具所經(jīng)歷的時(shí)間。</p><p>　　2.2.2工藝參數(shù)對(duì)注塑成型的影響</p><p>　　注塑制品的變形影響產(chǎn)品的最終形狀和尺寸精度。產(chǎn)品變形的根本原因是收縮不均勻，而影響收縮的因素主要有材料的性能、

50、冷卻均勻性和工藝參數(shù)[9]。為了減小變形，必須了解各種工藝參數(shù)對(duì)制品變形的影響。</p><p>　　1、保壓壓力 保壓壓力對(duì)收縮有直接的影響，不同的保壓壓力對(duì)體積收縮有不同的影響，一般隨著保壓壓力增加，翹曲變形量先減小，然后再增加。這是因?yàn)檩^高的保壓壓力使充入模腔的塑料增加，從而降低產(chǎn)品的收縮，減小變形量。</p><p>　　2、模具溫度 模具溫度對(duì)翹曲量和體積收縮的影響很小。

51、提高模具溫度，能減少翹曲量，但是減少量很小。</p><p>　　3、充模時(shí)間 對(duì)非結(jié)晶型塑料平板變形的影響不大，不如保壓壓力、冷卻時(shí)間對(duì)翹曲變形的影響那樣有明顯的趨勢(shì)。</p><p>　　4、熔體溫度 熔體溫度低，成型過(guò)程中殘余應(yīng)力大沒(méi)有時(shí)間釋放而引起翹曲變形，而太高的熔體溫度又容易造成樹(shù)脂的降解。所以熔體溫度高易造成體積收縮而產(chǎn)生變形，合適的熔體溫度可以減小變形。</p&

52、gt;<p>　　5、注射時(shí)間和模具溫度 注射時(shí)間和模具溫度在考察范圍內(nèi)對(duì)變形的影響很小。注射時(shí)間短，塑料充模速度快，從而變形小，模具溫度提高，可降低殘余應(yīng)力和體積</p><p>　　收縮率，但是這兩個(gè)因素對(duì)變形的影響不顯著。</p><p>　　6、保壓時(shí)間 保壓時(shí)間對(duì)非結(jié)晶型塑料平板的翹曲變形影響很小，由于保壓時(shí)間長(zhǎng)時(shí)收縮率小，所以隨著保壓時(shí)間的增加，平板的變形逐

53、漸減少，直至基本保持不變。</p><p><b>　　2.3注塑機(jī)</b></p><p>　　注塑機(jī)是進(jìn)行注塑成型的必備條件之一，注塑機(jī)按塑料在料筒中的塑化方式分為螺桿式和柱塞式兩種。但按其外形又可分為立式、臥式和直角式三種，目前較為常用的是臥式螺桿注塑機(jī)。</p><p>　　注塑機(jī)由注塑系統(tǒng)、鎖模裝置和液壓傳動(dòng)與電器控制系統(tǒng)組成。模具是

54、為了將塑料原料成型成某種形狀而用來(lái)承接射出塑料熔體的部件。模具雖不是注塑機(jī)的一部分，但注塑機(jī)必須與各種不同模具配合才能生產(chǎn)出各種塑件。</p><p><b>　　2.3.1注塑系統(tǒng)</b></p><p>　　注塑系統(tǒng)是注塑機(jī)的主要部分，它能夠使塑料原料在螺桿或柱塞的旋轉(zhuǎn)推進(jìn)或推動(dòng)下均勻塑化，在高壓下快速注入模具。注塑系統(tǒng)包括加料裝置、料筒、螺桿、噴嘴、加壓和驅(qū)動(dòng)裝

55、置等。加料裝置一般為錐形漏斗，根據(jù)注塑機(jī)的不同還配有自動(dòng)上料裝置或者干燥裝置。料筒是為塑料原料加熱的容器，要求具有耐壓、耐熱、耐疲勞、抗腐蝕、傳熱性好等特點(diǎn)。料外部一般都配有加熱裝置可以實(shí)現(xiàn)分段加熱和控制。螺桿是螺桿式注塑機(jī)中的最重要部件。螺桿在長(zhǎng)度方向上被分為三個(gè)區(qū)，依次是固體輸送區(qū)（進(jìn)料區(qū))、熔融區(qū)（塑化區(qū)）和熔體輸送區(qū)（計(jì)量區(qū)），其長(zhǎng)度比例在2：1：1左右。螺桿在料筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，首先將來(lái)自料筒的塑料原料卷入料筒，并逐步將其向前推進(jìn)、

56、壓實(shí)、排氣和塑化，隨后塑料熔體就不斷地被推到螺桿頂部與噴嘴之間，而螺桿本身則因受熔體的壓力而緩慢后移。當(dāng)積存的熔體達(dá)到一次注射量時(shí)，螺桿停止轉(zhuǎn)動(dòng)。注塑時(shí)，螺桿傳遞液壓或機(jī)械力使熔體注入模具。塑化時(shí)主要靠加熱的料筒把熱量傳給塑料使其軟化和熔融，另外螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的摩擦熱或剪切熱也會(huì)起一部分作用。噴嘴是連接料筒和模具的過(guò)渡部分。注塑時(shí)，料筒內(nèi)的熔體在螺桿或柱塞的作用下，高壓快速流經(jīng)噴嘴注入模具。加壓裝置</p><p&g

57、t;<b>　　2.3.2鎖模裝置</b></p><p>　　注塑機(jī)上實(shí)現(xiàn)鎖合模具、啟閉模具和頂出制品的機(jī)構(gòu)統(tǒng)稱(chēng)為鎖模裝置。鎖模裝置可以是機(jī)械式的，也可以是液壓式或者液壓機(jī)械聯(lián)合作用方式。鎖模裝置的作用有三點(diǎn)：第一是實(shí)現(xiàn)模具的開(kāi)閉動(dòng)作；第二是在成型時(shí)提供足夠的夾緊力使模具鎖緊，熔體在高壓下注入模具，必須施加足夠大的鎖模力才能保證模具嚴(yán)密閉合不溢料；第三是開(kāi)模時(shí)推出模內(nèi)制件。鎖模機(jī)構(gòu)還應(yīng)該保

58、證模具啟閉靈活、準(zhǔn)確、迅速而安全，并防止損壞模具和制品，避免機(jī)器受到強(qiáng)烈震動(dòng)，達(dá)到安全運(yùn)行以延長(zhǎng)機(jī)器和模具的壽命。</p><p>　　2.3.3液壓傳動(dòng)與電器控制系統(tǒng)</p><p>　　液壓傳動(dòng)與電器控制系統(tǒng)是保證注塑成型按照預(yù)定的工藝要求（壓力、速度、時(shí)間和溫度等）和動(dòng)作程序準(zhǔn)確進(jìn)行的系統(tǒng)。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)是注塑機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)，而電器控制系統(tǒng)則是控制各個(gè)動(dòng)力液壓缸完成開(kāi)啟、閉合和注射、推出

59、等動(dòng)作的系統(tǒng)。</p><p><b>　　2.4注塑成型過(guò)程</b></p><p>　　注塑成型過(guò)程可分為塑化、填充、保壓和冷卻四個(gè)主要階段，在這四個(gè)階段中起主要作用的工藝參數(shù)也隨著注塑成型過(guò)程的變化而變化。</p><p><b>　　2.4.1塑化</b></p><p>　　塑化是指塑料在

60、料筒內(nèi)經(jīng)加熱達(dá)到良好可塑性的流動(dòng)狀態(tài)的全過(guò)程。熔體在進(jìn)入型腔之前應(yīng)達(dá)到規(guī)定的成型溫度，并能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)達(dá)到足夠數(shù)量，塑化溫度應(yīng)均勻一致，不發(fā)生或極少發(fā)生熱分解以保證生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行。</p><p><b>　　2.4.2填充</b></p><p>　　這一階段從螺桿或柱塞開(kāi)始向前移動(dòng)起，直至型腔被塑料熔體充滿(mǎn)為止。填充過(guò)程中包括的重要工藝參數(shù)有：</p>

61、;<p>　　1)熔體溫度（°C）</p><p>　　2)注射壓力（MPa）</p><p>　　3)注射速度（mm/s，但是一般用最大注射速度的百分比表示）</p><p>　　熔體溫度一般略低于塑化溫度，由于起實(shí)際作用的是熔體溫度，所以一般把熔體溫度作為一個(gè)工藝參數(shù)。熔體溫度的高低決定熔體流動(dòng)性能的好壞。熔體溫度高，熔體的粘度小，流動(dòng)性

62、能好，需要的注射壓力小。但是熔體的溫度過(guò)高會(huì)引起材料的降解，導(dǎo)致材料的性能降低。注射壓力主要用于克服熔體在整個(gè)注塑成型過(guò)程中的流動(dòng)阻力，同時(shí)還對(duì)熔體起一定程度的壓實(shí)作用。如果注射壓力過(guò)低，熔體將很難充滿(mǎn)型腔；然而，注射壓力過(guò)大，卻有能出現(xiàn)溢料等不良現(xiàn)象，并引起較大的壓力波動(dòng)，使生產(chǎn)操作難于穩(wěn)定控制。所以只有適中的注射壓力才能保證熔體在注塑過(guò)程中具有較好的流動(dòng)性能，同時(shí)保證制品的質(zhì)量。注射速度對(duì)熔體的流動(dòng)、充模及制品質(zhì)量也有直接影響。注射

63、速度小，填充的時(shí)間就長(zhǎng)，先進(jìn)入型腔的熔體受到較多的冷卻，粘度增大，后面的熔體就需要在高的壓力下才能進(jìn)入型腔，甚至有可能出現(xiàn)短射；反之，可使熔體通過(guò)噴嘴、主流道、分流道和澆口時(shí)產(chǎn)生較多的摩擦熱而使熔體溫度升高，故熔體的粘度小，流動(dòng)阻力相對(duì)降低，但是容易在型腔內(nèi)引起噴射流動(dòng)，導(dǎo)致制品質(zhì)量變差，同時(shí)如果排氣不良，還會(huì)因壓縮氣體放熱而灼傷制品。</p><p><b>　　2.4.3保壓</b>&l

64、t;/p><p>　　保壓是指從塑料熔體充滿(mǎn)型腔時(shí)起，至螺桿或柱塞撤回時(shí)為止的一段時(shí)間。保壓階段的重要工藝參數(shù)是：</p><p>　　l)保壓壓力（MPa）</p><p><b>　　2)保壓時(shí)間（s）</b></p><p>　　保壓階段中，塑料熔體因受到冷卻而發(fā)生收縮，但是塑料仍然處于螺桿或柱塞的穩(wěn)壓下，料筒內(nèi)的熔體

65、會(huì)被繼續(xù)注入型腔內(nèi)以補(bǔ)足因收縮而留下的空隙。如果螺桿或柱塞停在原位不動(dòng)，壓力就會(huì)略有衰減；如果螺桿或柱塞保持壓力不變，也就是隨著熔體注入型腔的同時(shí)向前做少許移動(dòng)，則在此階段中型腔內(nèi)壓力維持不變。保壓壓力過(guò)高可能產(chǎn)生溢料，增加內(nèi)應(yīng)力等；保壓壓力過(guò)低，補(bǔ)縮流動(dòng)受澆口摩擦阻力限制不易進(jìn)行，型腔壓力會(huì)因補(bǔ)料不足而迅速下降。延長(zhǎng)保壓時(shí)間有助于減少制品的收縮率，但過(guò)長(zhǎng)的保壓時(shí)間會(huì)使制件上的收縮程度出現(xiàn)差異，令制件各個(gè)方向上的內(nèi)應(yīng)力差異增大，造成制品

66、翹曲和粘模；如果保壓時(shí)間不充分，可能會(huì)出現(xiàn)型腔內(nèi)熔體倒流而造成型腔壓力迅速下降。保壓階段對(duì)于提高制品的密度、降低收縮和克服制品表面缺陷都有影響。</p><p><b>　　2.4.4冷卻</b></p><p>　　冷卻階段中的重要工藝參數(shù)是冷卻時(shí)間（s）。冷卻階段是指從澆口的塑料完全凍結(jié)時(shí)起，到制品從型腔中頂出為止。在保證制品質(zhì)量的前提下，應(yīng)當(dāng)盡量縮短冷卻時(shí)間，否

67、則，會(huì)延長(zhǎng)制品的成型周期，降低生產(chǎn)效率，還可能造成具有復(fù)雜幾何形狀的制品脫模困難。冷卻時(shí)型腔內(nèi)壓力迅速下降，型腔內(nèi)塑料在這一階段內(nèi)主要是繼續(xù)冷卻以便制品在脫模時(shí)具有足夠的剛度而不致發(fā)生翹曲變形。由于型腔內(nèi)塑料的溫度、壓力和體積在這一階段中均有變化，因此到制品脫模時(shí)，型腔內(nèi)壓力不一定等于外界壓力，型腔內(nèi)壓力與外界壓力的差值稱(chēng)為殘余壓力。殘余壓力的大小與保壓階段的時(shí)間長(zhǎng)短有密切關(guān)系。殘余壓力為正值時(shí)，脫模比較困難，制品容易被刮傷和破裂；殘余

68、壓力為負(fù)值時(shí)，制品表面容易有陷痕或內(nèi)部有真空泡。所以，只有在殘余壓力接近零時(shí)，脫模才比較順利，并能得到滿(mǎn)意的制品。</p><p><b>　　翹曲變形</b></p><p><b>　　3.1概述</b></p><p>　　市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)集中的反映在產(chǎn)品質(zhì)量的競(jìng)爭(zhēng)上，這導(dǎo)致了人們?cè)絹?lái)越重視制造的精度。翹曲變形是指注塑制品的

69、形狀偏離了模具型腔的形狀，它是塑料制品常見(jiàn)的缺陷之一。翹曲對(duì)注塑制品外觀質(zhì)量、使用性能有很大影響。隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)塑料制品的外觀和使用性能要求越來(lái)越高，翹曲變作為評(píng)定產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)之一也越來(lái)越多地受到模具設(shè)計(jì)者的有關(guān)注視。</p><p>　　分析翹曲問(wèn)題有兩個(gè)重點(diǎn)，一是研究如何提高翹曲變形模擬的準(zhǔn)確性，二是研究采用何種方法減小或補(bǔ)償翹曲變形造成工件的幾何誤差。在工業(yè)實(shí)踐中，通常采用調(diào)整和控制工藝參

70、數(shù)來(lái)減小翹曲變形量，而對(duì)于較大的翹曲變形則采用模具補(bǔ)償方法或修改制件的幾何形狀來(lái)保證幾何精度。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)提出一件新制品的使用性能和其它有關(guān)要求后，首先應(yīng)在經(jīng)濟(jì)合理和技術(shù)可則下，選擇最合適的原材料、生產(chǎn)工藝、設(shè)備和模具結(jié)構(gòu)。在這些條后，工藝條件的選擇和控制就是主要考慮的因素。</p><p>　　了解注塑件翹曲的理論，對(duì)深入研究如何采用恰當(dāng)?shù)墓に噮?shù)以及采用何種模具補(bǔ)償?shù)姆绞交蛘_修改制件的幾何形狀以減小翹曲量有

71、著重要的理論指導(dǎo)意義。</p><p>　　3.2 注塑成型翹曲變形分析</p><p>　　翹曲主要與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、模具設(shè)計(jì)以及成型工藝三方面有關(guān)[10]。由于流動(dòng)方向的收縮率比垂直方向的大，使制件各向收縮率不同，同時(shí)又由于注射充模時(shí)不可避免地在制件內(nèi)部殘留有較大的內(nèi)應(yīng)力，從而導(dǎo)致出模后形狀與其在模具型腔內(nèi)的形狀不同，這就是工程技術(shù)人員十分關(guān)心的注塑制品的翹曲變形問(wèn)題。翹曲變形不但影響制品的

72、外觀，而且它會(huì)使出模后塑件的尺寸超出公差范圍，影響產(chǎn)品的裝配精度。因此工程上迫切地要求解決翹曲變形現(xiàn)象造成裝配困難問(wèn)題。</p><p>　　3.2.1翹曲變形產(chǎn)生的原因</p><p>　　產(chǎn)生翹曲變形的原因主要有三個(gè)方面：</p><p>　　（1）分子取向，分子取向會(huì)導(dǎo)致流動(dòng)方向和垂直流動(dòng)方向的收縮不一致，從而導(dǎo)致內(nèi)應(yīng)力的不均勻，所以制品出模后，在不均勻內(nèi)應(yīng)力

73、的作用下，發(fā)生翹曲變形。通常情況下塑料流動(dòng)方向的收縮率比垂直方向的大，不同的收縮率使塑件產(chǎn)生翹曲，對(duì)纖維增強(qiáng)的塑料制品而言，取向效應(yīng)是導(dǎo)致制品翹曲的主要原因之一。</p><p>　?。?）區(qū)域收縮，區(qū)域收縮是同區(qū)域之間的收縮不同而導(dǎo)致制品的翹曲。塑件厚度方向的收縮率隨著與澆口距離的增加而增加，使塑件厚度方向收縮率不同。通常，可以利用區(qū)域收縮來(lái)衡量不同區(qū)域收縮的差別。而用分子取向來(lái)衡量制品不同方向上的收縮變化。&

74、lt;/p><p>　?。?）不均勻冷卻，由于塑件厚度不均勻，造成不同部位冷卻時(shí)間不一致，從而導(dǎo)致制品的溫差很大，使制品在頂出后的二次收縮差很大，這種收縮差別導(dǎo)致彎曲力矩的產(chǎn)生而使制品發(fā)生翹曲。</p><p>　　3.2.2翹曲變形量的影響因素</p><p>　　影響注塑制品翹曲的主要因素有以下幾個(gè)方面[11]：</p><p><b&

75、gt;　　1.模具方面</b></p><p><b>　　包括：</b></p><p>　?。?）制件的厚度、質(zhì)量的均勻度；</p><p>　?。?）制品結(jié)構(gòu)、模具結(jié)構(gòu)、模具強(qiáng)度、加工精度和表面粗糙度；</p><p>　?。?）注塑成型工件，由于翹曲變形是由多種因素造成，所以對(duì)注塑制品翹曲的研究起步較

76、晚，并且進(jìn)展較慢。</p><p><b>　　2.塑化階段</b></p><p>　　塑化階段即玻璃態(tài)的料粒轉(zhuǎn)化為粘流態(tài)，提供充模所需的熔體。在這個(gè)過(guò)程中，聚合物的溫度在軸向、徑向(相對(duì)螺桿而言)的溫差會(huì)使塑料產(chǎn)生應(yīng)力；另外，注射機(jī)的注射壓力、速率等參數(shù)會(huì)極大地影響充填時(shí)分子的取向程度，進(jìn)而引起翹曲變形。</p><p><b>

77、　　3．充模及冷卻階段</b></p><p>　　熔融態(tài)的塑料在注射壓力的作用下，充入模具型腔并在型腔內(nèi)冷卻、凝固的過(guò)程是注射成型的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在這個(gè)過(guò)程中，溫度、壓力、速度三者相互耦合作用，對(duì)塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率均有極大的影響。較高的壓力和流速會(huì)產(chǎn)生高剪切速率，從而引起平行于流動(dòng)方向和垂直于流動(dòng)方向的分子取向的差異，同時(shí)產(chǎn)生“凍結(jié)效應(yīng)”?！皟鼋Y(jié)效應(yīng)”是將產(chǎn)生應(yīng)力凍結(jié)，形成塑件的內(nèi)應(yīng)力。溫度對(duì)翹曲變形

78、的影響體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。</p><p>　　（1）塑件上、下表面溫差會(huì)引起熱應(yīng)力和熱變形；</p><p>　　（2）塑件不同區(qū)域之間的溫度差將引起不同區(qū)域間的不均勻收縮；</p><p>　?。?）不同的溫度狀態(tài)會(huì)影響塑料件的收縮率。</p><p><b>　　4.脫模階段</b></p><

79、p>　　塑件在脫離型腔并冷卻至室溫的過(guò)程中多為玻態(tài)聚合物。脫模力不平衡、推出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)、脫模頂出面積不當(dāng)?shù)榷己苋菀资怪破纷冃?。同時(shí)，在充模和冷卻階段凍結(jié)在塑件內(nèi)的應(yīng)力由于失去外界的約束，將會(huì)以變形的形式釋放出來(lái)，從而導(dǎo)致翹曲變形。</p><p><b>　　5.注塑制品的收縮</b></p><p>　　注塑制品翹曲變形的直接原因在于塑件的不均勻收縮。如果

80、在模具設(shè)計(jì)階段不考慮填充過(guò)程中收縮的影響，則制品的幾何形狀會(huì)與設(shè)計(jì)要求相差很大，嚴(yán)重的變形會(huì)致使制品報(bào)廢。除填充階段會(huì)引起變形外，模具上下壁面的溫度差也將引起塑件上下表面收縮的差異，從而產(chǎn)生翹曲變形。對(duì)翹曲分析而言，收縮本身并不重要，重要的是收縮上的差異。在注塑成型過(guò)程中，熔融塑料在注射充模階段由于聚合物分子沿流動(dòng)方向的排列使塑料在流動(dòng)方向上的收縮率比垂直方向的收縮率大，而使注塑件產(chǎn)生翹曲變形。一般均勻收縮只引起塑料件體積上的變化，只有

81、不均勻收縮才會(huì)引起翹曲變形。結(jié)晶型塑料在流動(dòng)方向與垂直方向上的收縮率之差較非結(jié)晶型塑料大，而且其收縮率也較非結(jié)晶型塑料大，結(jié)晶型塑料大的收縮率與其收縮的異向性疊加后導(dǎo)致結(jié)晶型塑料件翹曲變形的傾向較非結(jié)晶型塑料大得多。</p><p>　　汽車(chē)翹曲變形的控制技術(shù)</p><p>　　通過(guò)對(duì)汽車(chē)薄殼件翹曲變形及其影響的工藝參數(shù)的研究與分析，可以確定控制其成形過(guò)程中翹曲缺陷的方法，按原理來(lái)分，主

82、要可以分為三類(lèi)，一是通過(guò)修改工件的幾何形狀，來(lái)減少翹曲變形；二是通過(guò)改變注塑模具的結(jié)構(gòu)，減少翹曲變形；三是調(diào)整工藝參數(shù)，來(lái)抑制翹曲變形的發(fā)生。</p><p>　　4.1修改工件的幾何形狀</p><p>　　一般認(rèn)為，不正確的產(chǎn)品設(shè)計(jì)所導(dǎo)致的翹曲是最嚴(yán)重的，幾乎不可能通過(guò)成型工藝條件來(lái)修正，不均勻壁厚、筋板、浮雕等都能引起不均勻收縮，從而導(dǎo)致翹曲[12]。</p><

83、p>　　在塑料制品設(shè)計(jì)中，應(yīng)該打破制品壁厚應(yīng)盡可能均勻的不成文規(guī)則[13]。在預(yù)定的尺寸誤差范圍內(nèi)，應(yīng)有意改變注塑制品的壁厚，是減少制品翹曲的一種方法。通常采用正交實(shí)驗(yàn)方法得到不同壁厚因子組合的制品壁厚，且對(duì)每種壁厚模型，再結(jié)合差異分析法，獲得了最優(yōu)壁厚和相應(yīng)的最佳工藝條件設(shè)置。</p><p>　　可以從產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法學(xué)上討論出減少翹曲的方法，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)是先給定產(chǎn)品幾何形狀，通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，在一定范圍內(nèi)選擇變

84、量，采用基于優(yōu)化的基因算法、正交法等方法來(lái)優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)空間，以減少翹曲，并給出制品的理想厚度和體積。從產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法學(xué)上研究塑件的翹曲變形，實(shí)際上是將工程優(yōu)化設(shè)計(jì)方法應(yīng)用于注塑行業(yè)，即把影響產(chǎn)品翹曲變形的產(chǎn)品的幾何形狀作為設(shè)計(jì)變量，以最小的翹曲變形作為優(yōu)化設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)目標(biāo)，對(duì)產(chǎn)品的幾何形狀進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。</p><p>　　4.2改變注塑模具的結(jié)構(gòu)</p><p>　　注射成型是熱塑性塑料和一

85、部分熱固性塑料最主要的成型加工方法之一。注塑制品質(zhì)量在很大程度上取決于模具設(shè)計(jì)。在模具設(shè)計(jì)方面，通常采用改變模具的結(jié)構(gòu)來(lái)減少翹曲變形。影響塑件變形的因素主要有澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)與頂出系統(tǒng)等。</p><p>　?。╨）澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是模具設(shè)計(jì)的最重要組成部分[14],澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機(jī)噴嘴開(kāi)始到型腔為止的塑料流動(dòng)通道。注塑模具澆口的位置、形式和澆口

86、的數(shù)量將影響塑料在模具型腔內(nèi)的填充狀態(tài)，從而導(dǎo)致塑件變形。流動(dòng)距離越長(zhǎng)，由凍結(jié)層與中心流動(dòng)層之間流動(dòng)和補(bǔ)縮引起的內(nèi)應(yīng)力越大，反之，流動(dòng)距離越短，從澆口到制件流動(dòng)末端的流動(dòng)時(shí)間越短，充模時(shí)凍結(jié)層厚度減薄，內(nèi)應(yīng)力降低，翹曲變形也會(huì)因此大為減少。</p><p>　　（2）冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　在注射過(guò)程中，塑件冷卻速度的不均勻也將形成塑件收縮的不均勻，這種收縮差別導(dǎo)致產(chǎn)生彎曲力矩

87、，使塑件發(fā)生翹曲。例如在注射成型平板形汽車(chē)塑件如保險(xiǎn)杠時(shí)所用的模具型腔、型芯的溫度相差過(guò)大，由于貼近冷模腔面的熔體很快冷卻下來(lái)，而貼近熱模腔面的料層則會(huì)繼續(xù)收縮，收縮的不均勻?qū)⑹顾芗N曲。因此，注塑模的冷卻應(yīng)當(dāng)注意型腔、型芯的溫度趨于平衡，兩者的溫差不能太大。除了考慮塑件內(nèi)外表面的溫度趨于平衡外，還應(yīng)考慮塑件各側(cè)的溫度一致，即模具冷卻時(shí)要盡量保持型腔、型芯各處溫度均勻一致，使塑件各處的冷卻速度均衡，從而使各處的收縮更趨均勻，有效地防止變

88、形的產(chǎn)生。因此，模具上冷卻水孔的布置至關(guān)重要。在管壁至型腔表面距離確定后，應(yīng)盡可能使冷卻水孔之間的距離小，才能保證型腔壁的溫度均勻一致。同時(shí)，由于冷卻介質(zhì)的溫度隨冷卻水道長(zhǎng)度的增加而上升，使模具的型腔、型芯沿水道產(chǎn)生溫差。因此，要求每個(gè)冷卻回路的水道長(zhǎng)度不小于2m。在大型模具中應(yīng)設(shè)置數(shù)條冷卻回路，一條回路的進(jìn)口位于另一條回路的出口附近。</p><p>　?。?）頂出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p&

89、gt;　　頂出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也直接影響塑件的變形。如果頂出系統(tǒng)布置不平衡，將造成頂出力的不平衡，使塑件變形。因此，在設(shè)計(jì)頂出系統(tǒng)時(shí)應(yīng)力求與脫模阻力相平衡。另外，頂出桿的截面積不能太小，以防塑件局部受力過(guò)大(尤其在脫模溫度太高時(shí))而使塑件產(chǎn)生變形。頂桿的布置應(yīng)盡量靠近脫模阻力大的部位。在不影響塑件質(zhì)量(包括使用要求、尺寸精度與外觀等)的前提下，應(yīng)盡可能多設(shè)頂桿以減少塑件的總體變形。用軟質(zhì)塑料來(lái)生產(chǎn)大型深腔薄壁如汽車(chē)后備箱的塑件時(shí)，由于脫模阻力

90、較大，而材料又較軟，如果完全采用單一的機(jī)械式頂出方式，將使塑件產(chǎn)生變形，甚至頂穿或產(chǎn)生折疊而造成塑件報(bào)廢，如改用多元件聯(lián)合或氣(液)壓與機(jī)械式頂出相結(jié)合的方式效果會(huì)更好。</p><p><b>　　4.3調(diào)整工藝參數(shù)</b></p><p>　　傳統(tǒng)的提高塑料制品質(zhì)量的方法主要是改進(jìn)模具設(shè)計(jì)和采用材料性能較好的樹(shù)脂。一方面，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在塑料成型領(lǐng)域中的應(yīng)用，可以

91、很方便地對(duì)模具的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析、改進(jìn)，以避免代價(jià)昂貴的機(jī)械失誤并縮短生產(chǎn)周期，但是模具設(shè)計(jì)的改進(jìn)仍然受到很多的條件制約；另一方面，盡管材料的性能在不斷的提高，但不夠穩(wěn)定，難以保證成型加工難度。而且，即使采用最佳的模具設(shè)計(jì)和最優(yōu)的材料性能，有時(shí)仍然很難獲得令人滿(mǎn)意的制品。由于成型過(guò)程的工藝參數(shù)直接決定了熔體在模腔中的流動(dòng)狀態(tài)，對(duì)制品質(zhì)量有著最直接最深遠(yuǎn)的影響，因此找到制件成型的最優(yōu)工藝條件，對(duì)成型過(guò)程進(jìn)行工藝控制，是提高塑料制品質(zhì)量，減少塑

92、件翹曲變形的有效途徑。</p><p>　　對(duì)于汽車(chē)內(nèi)飾塑料薄壁件，工藝參數(shù)對(duì)外殼翹曲變形影響程度由大到小排序?yàn)椋罕簤毫?、熔體溫度、冷卻時(shí)間、流動(dòng)充模時(shí)間、模具溫度、保壓時(shí)間。影響翹曲的最重要的工藝參數(shù)是保壓壓力，其次是熔體溫度和冷卻時(shí)間。而作為最重要的工藝參數(shù)影響因素保壓壓力對(duì)翹曲的影響趨勢(shì)是：隨著保壓壓力的增加，翹曲變形緩慢地減少，然后又緩慢地增加。而對(duì)于熔融溫度來(lái)說(shuō)，熔融溫度越高，越容易造成體積收縮，總體

93、上熔料溫度對(duì)體積收縮率的影響不大。熔體溫度在260°C左右時(shí)，翹曲量最小[15]。過(guò)低或過(guò)高的熔體溫度時(shí)翹曲量大。相對(duì)于冷卻時(shí)間，冷卻時(shí)間越短，產(chǎn)品體積收縮的機(jī)會(huì)越大。冷卻時(shí)間越長(zhǎng)，翹曲變形的機(jī)會(huì)越低。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　塑件的翹曲變形量是其整個(gè)成形過(guò)程的積累效應(yīng)，而塑件的翹曲變形與注射成型過(guò)程的諸多因素有關(guān)，雖

94、然主要是由收縮不均勻和內(nèi)應(yīng)力釋放這兩個(gè)因素產(chǎn)生的。但所選用的模具的結(jié)構(gòu)、塑料材料的熱物理性能以及注射成型過(guò)程的條件和參數(shù)均對(duì)制品的翹曲變形有不同程度的影響。因此，對(duì)注塑制品翹曲變形機(jī)理的研究必須綜合考慮整個(gè)成型過(guò)程和材料性能等多方面的因素。</p><p>　　本文對(duì)汽車(chē)薄殼塑件翹曲變形問(wèn)題作了深入研究，取得了以下結(jié)論與成果。</p><p>　　1）通過(guò)對(duì)注塑成型翹曲變形的分析，確定翹曲

95、變形產(chǎn)生的原因。</p><p>　　2）確定了薄壁塑件翹曲變形的重要參數(shù)：保壓壓力、熔體溫度、冷卻時(shí)間、流動(dòng)充模時(shí)間、模具溫度、保壓時(shí)間等。</p><p>　　3）確定了汽車(chē)薄殼件成形過(guò)程中翹曲缺陷控制方法：一是修改工件的幾何形狀；二是改變注塑模具的結(jié)構(gòu)；三是調(diào)整工藝參數(shù)。以減少塑件二次加工的成本，產(chǎn)生了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p><b>　　參

96、考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]郭志英, 阮雪榆, 李德群.注塑制品翹曲變形數(shù)值分析模型[J].中國(guó)機(jī)械工程, 2002（9）：23-25.</p><p>　　[2]盧義強(qiáng), 李德群.注塑模冷卻模擬系統(tǒng)[J].華中理工大學(xué)學(xué)報(bào), 2006（25）：13-17.</p><p>　　[3]郭志英, 李德群. 注塑制品翹曲變形的研究[J].塑料科

97、技, 2001（1）：121-123.</p><p>　　[4]李海梅, 申長(zhǎng)雨.粘彈性本構(gòu)關(guān)系在注塑模CAE中的應(yīng)用[J].鄭州工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 1999（2）：18-19.</p><p>　　[5]吳建軍, 馬澤恩.注射模冷卻系統(tǒng)三維優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].中國(guó)機(jī)械工程, 1999（1）：35-36.</p><p>　　[6]吳建軍, 馬澤恩.以邊界元法為基礎(chǔ)的注塑

98、模冷卻系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 1998（4）：70-72.</p><p>　　[7]盧義強(qiáng), 陳 興.注塑冷卻過(guò)程中塑料制品的熱應(yīng)力計(jì)算公式[J].科學(xué)通報(bào), 1999（19）：29-30.</p><p>　　[8]盧義強(qiáng), 李德群. 注塑模冷卻模擬系統(tǒng)[J].華中理工大學(xué)學(xué)報(bào), 1997（25）：35-37.</p><p>　　[9]唐行虎．

99、基于數(shù)值模擬的覆蓋件沖壓成形工藝研究[J]．新技術(shù)新工藝, 2004，（9）：38-39．</p><p>　　[10]申長(zhǎng)雨, 李海梅.注塑制品的翹曲變形分析[J].中國(guó)塑料, 2004（7）：24-25.</p><p>　　[11]李金良, 龍 玲. 注塑制品翹曲變形分析[J]. CAD/CAM與制造業(yè)信息化, 2003（7）：43-44.</p><p>　

100、　[12]曹宏深, 趙仲治.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)[M].北京, 機(jī)械工業(yè)出版社, 1993（8）：57-58.</p><p>　　[13]郭志英, 梁書(shū)云, 張宜生等.聚苯乙烯平板翹曲變形的實(shí)驗(yàn)研究[J].中國(guó)塑料, 2000（14）：72-74.</p><p>　　[14]楊風(fēng)霞, 陶建中. 澆注系統(tǒng)對(duì)注塑制品質(zhì)量的影響及其優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].工程塑料應(yīng)用, 2006（34）：51-5

101、2</p><p>　　[l5]李海梅, 劉永志, 申長(zhǎng)雨等.注塑件翹曲變形的CAE研究[J].中國(guó)塑料, 2003（3）：45-48.</p><p>　　千萬(wàn)不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　衷心感謝XX老師對(duì)本人的精心指導(dǎo)。他的言傳身教將使我終生

102、受益。特別是在對(duì)汽車(chē)薄殼注塑件翹曲變形及控制技術(shù)的研究期間，承蒙XX老師悉心指導(dǎo)與幫助，不勝感激。</p><p>　　感謝XX學(xué)院老師和同窗們的關(guān)心和支持！感謝所有幫助過(guò)我的人們！</p><p>　　最后，謹(jǐn)向百忙之中抽出寶貴時(shí)間來(lái)評(píng)審本論文的專(zhuān)家、教授、學(xué)者表示衷心的謝意，感謝你們的關(guān)心和評(píng)審。</p><p>　　此處給出的模板僅供參考，記得不要超過(guò)200字