保压工艺对厚壁注塑制品收缩的影响研究

论文摘要

对于厚壁注塑制品,不均匀收缩是成型加工中的主要缺陷之一。厚壁制品的注塑成型中,熔体冷却时间较长,而且赋形所需的保压时间也比较长,因此保压工艺对其成型质量有着显著的影响。现阶段工业生产中常用的是恒压保压工艺,但变压力保压可有效改善厚壁制品成型质量。本文通过数值模拟和实验方法,研究变压力保压曲线对厚壁制品收缩率的影响。首先,以法兰盘为例,用Moldflow Plastic Insight软件和注塑成型实验完成正交试验,对注塑成型工艺参数对厚壁制品收缩的影响程度进行研究,发现温度、保压压力对厚壁注塑制品的收缩有显著的影响,实验与模拟结果趋势一致。其次,研究了恒压保压工艺,变压力保压工艺下注塑成型中浇口冻结时间与保压压力之间的关系,发现保压压力大小对浇口冻结时间的影响程度较小。不同的保压压力方式下,浇口冻结时间相差不大,因此,设定保压工艺时,可将保压时间设置为常数。比较数值模拟和实验结果发现了恒压保压曲线、递减阶跃保压曲线、递减线性保压曲线和改进的保压曲线与厚壁制品收缩均匀性的关系,发现：相比恒压保压工艺,变压力保压工艺可以提高厚壁制品的收缩均匀性。其中,改进的保压曲线能使厚壁制品的收缩最均匀。最后,利用人工神经网络与遗传算法,根据正交试验得到的较优结果,即改进的保压曲线进行了优化。结果表明：采用人工神经网络和遗传算法优化的保压曲线,使厚壁制品收缩的均匀性提高了45%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 注塑成型概述
• 1.2 保压过程的CAE模拟
• 1.2.1 注塑成型CAE软件
• 1.2.2 注塑成型中的保压分析
• 1.3 保压工艺对塑料制品成型质量的研究现状
• 1.4 几种不同的保压工艺
• 1.5 本文的主要工作
• 1.5.1 工作意义
• 1.5.2 研究内容
• 2 保压过程与优化的理论
• 2.1 保压过程的基本理论
• 2.2 塑料制品的成型收缩
• 2.3 人工神经网络与遗传算法
• 2.3.1 人工神经网络
• 2.3.2 遗传算法
• 3 保压工艺对厚壁制品收缩影响的研究
• 3.1 引言
• 3.2 影响厚壁制品收缩因素的正交分析
• 3.2.1 实验研究对象
• 3.2.2 实验所用原料与设备
• 3.2.3 实验内容与结果
• 3.2.4 法兰盘的模型
• 3.2.5 模拟参数
• 3.2.6 模拟结果
• 3.3 保压压力对浇口冻结时间的影响
• 3.3.1 模拟方案
• 3.3.2 浇口冻结时间的模拟结果
• 3.3.3 保压阶段浇口温度的变化
• 3.3.4 保压阶段浇口内熔体流动速率的变化
• 3.3.5 保压压力对浇口冻结时间影响的分析
• 3.4 保压曲线对厚壁制品成型收缩率影响的研究
• 3.4.1 研究的保压曲线
• 3.4.2 模拟参数设置
• 3.4.3 实验所用模腔压力数据采集系统
• 3.4.4 模拟与实验所得压力曲线对比
• 3.4.5 结果与分析
• 3.5 本章小结
• 4 变压力保压工艺的优化
• 4.1 引言
• 4.2 人工神经网络预测模型的建立
• 4.2.1 BP（Back Propagation）神经网络
• 4.2.2 BP网络设计
• 4.2.3 预测模型的建立
• 4.3 遗传算法
• 4.3.1 遗传算法优化模型的建立
• 4.3.2 优化的实施
• 4.3.3 优化结果的验证
• 4.4 本章小结
• 5 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢