【摘要】：本文研究的是汽車散熱器水箱上蓋注塑成形數(shù)值模擬及翹曲變形優(yōu)化。研究目的是為了在批量投入生產(chǎn)之前,通過對注塑件進行數(shù)值模擬及翹曲變形優(yōu)化,使注塑件達到高精度要求。這對于減少模具試模次數(shù)、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、提高注塑件成型質量具有重大意義。為了減小注塑制品的翹曲變形問題,首先對注塑制品翹曲變形的理論進行了研究,包括熔體充模過程的理論基礎,粘性流體力學的基本方程,注塑成型中熔體流動行為的數(shù)學模型,以及注塑成型翹曲變形的數(shù)學模型。然后以汽車散熱器水箱上蓋為例,運用Moldflow軟件對注塑成型過程進行初步的數(shù)值模擬,得到汽車散熱器水箱上蓋翹曲變形量為2.374 mm,通過流動分析、冷卻分析、翹曲分析三個過程得到導致翹曲的原因為玻纖取向異常、冷卻不均以及收縮不均,進而通過對注塑件進行模具結構以及保壓曲線的優(yōu)化來降低翹曲變形量。具體優(yōu)化數(shù)據(jù)為:冷卻系統(tǒng)優(yōu)化和澆注系統(tǒng)優(yōu)化后,翹曲變形量減小為1.513 與初始方案相比,翹曲變形降低了 36.27%;保壓曲線優(yōu)化后,翹曲變形量減小為1.094 mm,與初始方案相比,翹曲變形降低了 54.04%。最后,建立DOE試驗進行注塑工藝參數(shù)優(yōu)化。借助統(tǒng)計分析軟件Minitab建立正交試驗,通過對Moldflow仿真試驗進行極差數(shù)據(jù)分析,得到影響注塑件翹曲的最佳工藝參數(shù)組合為A2B2C2D3E1,即模具溫度取90℃,熔體溫度取260℃,注射時間取3s,保壓壓力取100 MPa,保壓時間取40s,通過對方差以及因子的貢獻率進行分析,得到影響翹曲變形量的顯著因子為注射時間和保壓壓力。通過對顯著因子建立二階響應曲面方程的方式獲得精確地工藝參數(shù)組合為注射時間4.414 s,保壓壓力106.27 MPa,制品翹曲變形量減小為0.872 mm,較初始方案降低了 63.3%,完成了高精度翹曲優(yōu)化目標。本文的研究表明:通過對注塑成型翹曲變形進行理論、材料特性、模具結構、工藝參數(shù)等方面進行研究并做出優(yōu)化,同時結合正交試驗以及二階響應曲面方程進行Moldflow數(shù)值模擬,能夠有效降低注注塑件翹曲變形量。
【圖文】：

位論文邐汽車散熱器水箱上箱上蓋注塑成型模擬分析逡逑球范圍內應用最為廣泛的注塑成型模擬分析集成分析、材料數(shù)據(jù)庫優(yōu)化和翹曲變形優(yōu)藝參數(shù)設定的流程進行優(yōu)化。逡逑件的翹曲優(yōu)化分析，本文所應用的Ｍｏｌｄｆｌｏｗ分析模擬、冷卻分析模擬以及翹曲分析模型，分別是是殘余應變模型和修正的殘余較為準確，而未修正的殘余應力模型不可的收縮模擬結果進行分析可得到翹曲變形曲分析基本流程逡逑

２４０－２７０邋°Ｃ邋６５－１２０邋°Ｃ邋２１５邋°Ｃ邋０．５邋ＭＰａ邐６００００／ｓ邐１．１１１９ｇ／ｃｍ３逡逑ＰＡ６６的ＰＶＴ曲線如圖３－３所示，該圖為注塑成型中的參數(shù)優(yōu)化提供參考。逡逑由該材料的ＰＶＴ邋（壓力、體積、溫度）曲線可以得到：保持壓力大小恒定，由逡逑于材料受熱膨脹，體積比會隨著溫度的升高而升高［３４］，當溫度增長至２５０邋°Ｃ逡逑？２７５邋°Ｃ時材料的膨脹率呈現(xiàn)出跳躍式增長；同時可看出壓力對膨脹的影響也很逡逑大，當溫度保持恒定時，壓力越大體積比容越小，且溫度越高，壓力對體積比逡逑容的影響越明顯。逡逑１０００．０－１邐▲Ｔ＝２９０［Ｃ］逡逑■邋Ｔ＝２９５［Ｃ］逡逑？邐Ｔ＝３００［Ｃ］逡逑？邐Ｔ＝３０５【Ｃ】逡逑ｌ邋丨逡逑靶邋１００邋—逡逑１０．００邋＂Ｉ邋ｉ邋＇邋ｉ邋ｉ邋１逡逑１．０００邐１０．００邐１００．０邐１０００．０邐１００００．邐１．０００Ｅ＋０５逡逑剪切速宰丨１／ｓｉ逡逑圖３－３邋ＰＡ６６的ＰＶＴ曲線逡逑３－３邋Ｔｈｅ邋ＰＶＴ邋ｃｕｒｖｅ邋ｏｆ邋ＰＡ６６逡逑３．２．３研究對象尺寸公差的選擇逡逑該汽車散熱器水箱上蓋公差尺寸的選擇依據(jù)《工程塑料模塑塑料件尺寸公逡逑差標準》。該標準經(jīng)過了三個版本的變更，較早的為ＳＪ邋１３７２－１９７８，，由電子工業(yè)逡逑部制定；１９９３年
【學位授予單位】：山東科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U464.138.2

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本文編號：2599159