优化单门注塑设计有出处中英文翻译Word格式.docx

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这种模拟热处理算法寻找最优。

最后，在论文中通过一个例子的讨论，得出结论，这种简易方法是有效的。

关键词：

注塑模具、浇口、优化、热道特征

版头：

.2007.A1077文件代码：

ACLC序号：

TQ320.66

介绍

塑料注塑成形被广泛使用，虽复杂但高效技术制造各种各样的塑料产品。

特别是那个高要求产品高精度的公差和复杂的形体。

注塑件质量受到塑胶材料，部分几何，塑具结构和工艺条件的影响。

基本注塑模具最重要的三部分组成如下：

腔，浇口和流道，冷却系统。

莱姆和斯奥通过改变腔厚度是腔平衡。

一个平衡的充型过程包括均匀分布的压力和温度这将会很显著的减少曲损面。

但是型腔平衡是塑件质量影响诸因素之一。

尤其是，型腔通常受到功能的要求，而不能常被改变。

从注塑模具浇口设计说起，一个浇口的特征表现在他的大小尺寸和位置，而分流道取决于大小和布局浇口的大小和流道的布局通常被判定为常量，想对而言，浇口位置和流道的大小更加灵活，这些参数可以改变，从而改变塑件特性。

结果是，它们常常作为优化设计的参数。

李和金（1996年）分流和浇口的尺寸目的是平衡分流系统以满足多重注腔。

分流平衡被描述为不同的进压力因为多重腔模具有着相同的腔但不同的压力在融化路径末端每个腔，不同的腔数量和结构。

这种方法论显示了压力一致在多次整个循环中。

在2005年，翟提出了一个模腔的双浇口优化，基于压力梯度来寻找的有效方法，随后通过改变流道尺寸的大小，从而使多腔塑件的焊缝形成在要求的位置（翟2006年）。

一个大的注件，多个浇口就需要缩短最长的路径，同时要合适的减小注入压力。

这种方法有望为单腔多浇口设计出浇口和流道。

许多注塑模具被设计成一个浇口，无论是单腔还是多腔模具。

因此单浇口位置设计是通用的优化设计参数。

卡比白塞和加西亚提出了形分析途径（2002年），从而注塑模具最佳浇口位置被估测出来。

后来，他们深入发展这种方法，利用这种方法对对L形的案例进行但浇口位置优化。

这种方法很容易使用而且省时间，

但他仅仅适用于厚度一致的简单平面弯曲。

攀帝力德斯和邹（1990年）优化浇口位置，通过相关的陶瓷劣化间接的评测质量，这个体现温度异同的指标术语，一个挤压术语，一个摩擦生热术语。

型腔被以上这些因素影响。

，但他们之间的关系不明确。

因此优化的结果被多个因素所限制。

里和金发展了一种自动选择浇口位置的方法，这一系列的浇口被设计师指出，然后通过相邻节点来确定优化门位。

得出的结论就是，很大程度依靠人类设计师的直觉，因为方法的第一步基于设计师的提议。

所以结果很大程度受限于设计者的经验。

莱姆和瑾（2001年）发展了一种方法基于最小化标准偏差的流动路径长度和标准偏差的填充时间在模具填充过程中。

后来，晒特通过最小化填充压力优化浇口位置，不同的填充时间在不同的路径不同的温度不同的溢出比率。

翟（2005）探索最优浇口位置用最终填充压力作为评价标准。

这些研究者提出的目标函数作为注塑模具填充的演绎者，相关产品的质量。

但是模拟演绎和产品质量之间的关系很复杂，他们之间的关系没有被清晰的观察出来。

这是很困难的，选择合适的因素权衡每一个项目指标。

在这提出一个新的目标函数估算注塑模具腔的浇口最优位置。

为了直接测量塑件质量，这种探索定义特征腔作为评估腔，这种评估来自“追踪叠腔”模拟流动塑料模具输出的软件。

目标函数最小化，从而获得在浇口优化的最小变形量。

退火计算模拟被使用来寻找最优浇口位置。

一个例子给出来解释优化步骤的有效性。

质量检测：

特征型腔

特征型腔的定义

为了应用优化理论来设计浇口，塑件的质量检测必须说明放在第一步。

术语“质量”可能被涉及到许多产品性能上，例如,机械、热、电子、光学，功效或几何性能。

有两种塑件质量检测：

直接的和间接的。

一个模具的性能预测来自数据模拟的结果，可以作为直接的质量特征检测。

相反，一种间接的塑件质量检测是相关的目标质量，但他不能提出一个直接的质量估计。

对于腔，间接的质量措施关联到注塑模具流动性行为或其他权衡。

这种演绎呈现出不同的充型时间，伴随着不同的流通路径，不同的温度，不同的溢出比率，等等。

很明显腔被一系列演化所影响，但是腔和这些演绎之间的关系不是很清晰，这些因素综合的判断很难。

因此，有了以上这些目标函数，优化也不大可能最小化浇口尺寸，即使有很好的优化技术。

有时，不正确的权衡要素将会导致彻底的错误。

一些节点位移统计量的计算作为直接质量测试特征量从而获得优化探究相关的最小改变。

统计数据通常是最大的节点位移，高过平均的百分之十，和总体的平均节点位移。

（里和克姆，1995，1996年）这些节点位移容易获得来自仿真结果，统计的价值，从某种程度上，代表变形。

但是统计节点不能有效的描述出注塑模具的变形。

在工业上，设计者和制造者通常更多的腔的具体特征比起注塑模具的整体变形。

在这方面研究上，腔的特征被认为是描述塑件整体变形。

腔特征是表面特征的投影长度的最大位移的比率。

γ=（h÷

L）×

100%,

（1）

注：

γ----特征腔；

h----特征表面偏离参考平面的最大距离；

L----沿平行参考方向特征表面投影长度

（图一）

复杂的特征（这里讨论简单的），特征腔通常分为两组参考面，代表两个坐标系统。

，

特征腔在X,Y方向的值；

特征表面的投影长度在X,Y方向的值。

特征腔的评价

联系对应的参考平面和投影方向，用几何分析的计算方法，可以立即估算出L的值。

L是个常量对于一个具体的特征表面和投影方向。

但是估算一个h值比L更复杂。

图

（二）投影长度估算

注塑模具仿真过程是一个常规技术，对于预测塑件设计的质量，模具设计，和过程设置。

腔的仿真结果是表达出节点在X、Y、Z方向的分位移（Wx,Wy,Wz）,和节点总位移W。

W是向量Wx.i,Wy.j,Wz.k总长度，这的I,j,k是X，Y，Z方向的单位向量。

h是表面特征节点的最大位移相关的参考平面正常定位而且从腔仿真的结果中推测出来。

为计算h挠度的计算是第一步如下：

Wi----节点在参考平面的正方向挠度，Wix，Wiy,Wiz是节点在X,Y,Z方向的挠度；

三标准向量和参考平面的夹角；

A和B是节点末端到伸出方向之间（图二）；

WA和WB是节点在A，B处的挠度。

是A点在X、Y、Z方向的挠度，

是B在X，Y，Z方向的挠度。

和

的节点的权衡挠度如下：

是投影距离节点之间，最终，h是

最大绝对值。

（6）

在工业上，腔的检测是用塞规来实现的，然而测试过程是放在一个参考平面上的。

h是被测量部分表面和参考平面之间距离的最大数值。

浇口优化问题的形成

“腔”这个特性术语意思是塑件的永久变形，而不是外载荷引起的。

它是由于贯穿整个塑件的收缩引起的，由于聚合物的不平衡流动，挤压，冷却，和结晶。

正在注塑模具设计中，门的位置是个最为重要的变量。

模具的质量很大程度受门位置影响。

它影响塑料液在模具腔内的流动方式。

因此，不同的门位将会引起腔的定位，密度，压力，和温度分布的不均匀，依据不同的价值和腔分布。

因此门位设计的价值在于最小化注塑模具的腔。

因为门位和腔的分布在很大程度上是独立于融化和凝固温度的。

假设注塑条件是恒定的在调查中。

在以前以把讨论到，注塑模具腔的质量评定依据于特征腔。

这中单门位优化可以用如下公式：

最小值：

约束条件：

-----是特征腔；

p----是门位出的注塑压力；

P0-----是模具器许用压力或是设计者或制造者给的特定许用压力;

X----是候选门位坐标向量；

Xi----是节点有限元网格模具注塑仿真；

N----节点总数。

在有限元网格模型部分，每一个节点都可能是候选门位。

因此所有可能的门位个数Np是节点总数和可能被优化的门位总数n

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