基于CAE技术的磁疗仪后盖翘曲分析及参数优化

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铷l 訇 化摔性、耐热性、具备-定抗腐蚀性和具备绝缘性等。因此，综合考虑各方面因素，最终所选材料为PVC，牌号为CM3575。而Moldflow材料库中未导入该牌号的数据，因此选择牌号为65 Durometer的PVC材料，该材料的相关数据与CM3575的指标相似 。

2.2浇注系统的创建注塑模的浇注系统是指塑料熔体从注塑机喷嘴进入模具开始到型腔为止所流经的通道注系统设计的正确与否直接关系到塑件的组织是否致密、外形是否清晰、表面光洁度及尺寸稳定等性能。包括主流道设计、分流道设计、浇口设计、冷料穴和拉料杆设计、浇口位置的选择等步骤，创建结果如图3所示。

2.3冷却系统的创建对于薄壁塑件，冷却系统创建是否合理是影响薄壁件翘曲变形的重要环节。为了提高冷却系统的效率和使型腔表面温度分布均匀，在冷却系统的设计时，冷却水孔应尽量多、孔径应尽量大，这样可以使塑件冷却较均匀，成型后的塑件变形小，尺寸精度可以保证。同时，冷却水道至型腔表面的距离应尽量相等 。当塑件壁厚均匀时，冷却水道至型腔表面的距离最好相等，-般冷却水孔的孔壁至型腔表面的距离应大于10mm，常用12～15mm注系统创建结果如图4所示。

- -图3浇注系统创建结果 图4 冷却系统创建结果2.4 CAE初始方案分析结果分 析 前主 要 成 型工 艺 参数 如 表 1所 示 。

所选 注塑机为 默认 注射塑成型机 ，最大注射压力为1 80.0000 MPa，注塑机最大锁模力为7000.2198tonne表1 主要工艺参数初始值模具温度 熔体温度 注射时间 保压压力 保压时间 冷却时间 工艺参数A，℃ B，℃ c/s fD/MPa E/S fF/s初始值 45 190 0.9186 12.8730 6.4221 19.0403 设置根据所选工艺参数 ，进行模拟分析，所有因素引起的翘曲变形量分析结果如图5所示。

图5 所有因素引起的翘曲变形分析结果在分析中发现：不均匀收缩是翘曲变形的主要原因，综合考虑以上分析结果并结合实际生产情况，本文采用调整工艺参数的方法来减小磁疗仪后盖的翘曲变形。

2.5薄壁注塑制品翘曲影响因素分析与工艺参数优化本文的试验指标为磁疗仪后盖总的翘曲变形量，并通过田口博士设计的信噪比S/N来衡量和确定各因子在不同水平情况下的产品质量水平。信噪比的表达式为：∑ 10logl0f上L-1 LlN ～ 、 n式中， 为每次试验的翘曲量；n为每个方案的试验次数，本实验中nl。

本试验所考察的试验因子为模具温度，熔体温度、注射时间、保压压力、保压时间和冷却时间，各因子分别取三个水平。模具温度和熔体温度在 MoldFlow材料库推荐的范围内均匀选取，注射时间、保压压力、保压时间和冷却时间由流动、保压及冷却分析确定，各因子水平如表2所示。

在所有正交表中，L ：2 、L 2 x 3 、L 2×31z和 2 ×34是被推荐使用的正交 ”。

L182 ×3 可以容纳八个因子，只需18次试验，由于因子只有6个，所以只使用了表中的第2J7yU。

表2 试验的因子和水平 因子 摸具温度 熔体温度 注射时间 保压压力 保压时间 冷却时间水 A℃ B℃1 CS DMPa、 ES FS1 30 18O 0，8 l1 29 l52 45 190 1.0 13 32 203 60 20o 1.2 15 35 252.6磁疗仪后盖翘曲变形基于正交试验结果及分析磁疗仪后盖翘曲模拟的正交试验结果及由式1计算的信噪比结果如表3所示。

为了分析各个成型工艺参数对磁疗仪外壳翘曲变形量的影响是否显著，需要用方差分析法。

方差分析又称为变异分析，是由斯内德克提出的- 种方法。方差分析通过对多组平均数的差异进第35卷 第9期 2013-og下 1551表3 模拟正交试验及结果翘 曲量 信噪比 试验号 A B C D E F/mm S/N/dB1 30 180 0.8 11 29 15 2.738 8.74872 30 190 1.0 13 32 20 2.347 7.41033 30 200 1-2 15 35 25 2.087 6.39054 45 180 0.8 13 32 25 2.536 8.08305 45 190 1.0 15 35 15 2.227 6.95446 45 200 1.2 11 29 20 2.363 7.46937 60 l80 1.0 l1 35 20 2.752 8.79308 60 190 1.2 13 29 25 2.352 7.42879 60 200 0.8 15 32 l5 2.092 6.411210 30 l80 1.2 l5 32 20 2.374 7.509611 30 190 0.8 1l 35 25 2.538 8.089812 30 200 1.0 13 29 l5 2.206 6.872113 45 l80 1.0 15 29 25 2.382 7.538814 45 190 1.2 1l 32 15 2.543 8.106915 45 200 0.8 13 35 20 2.203 6.860316 60 l80 1.2 13 35 15 2.537 8.086417 60 190 0.8 15 29 20 2.223 6.9388l8 60 200 1.0 11 32 25 2.356 7.4435行显著性检验，分析实验数据中不同来源的变异对总变异影响的大校方差分析就是将总平方和分解成几个不同来源的平方和 实验数据与平均数离差的平方和。然后分别计算不同来源的方差，并计算方差的比值F值。

表4 方差分析结果表方差来源 离差平方和 自由度 平均离差平方和 F值 显著性A模具温度 O.ooO3 2 0.0ool5 0.1136B熔体温度 03381 2 0.16905 128.068C注射时间 0.0oO5 2 0.o0025 0.189394D保压压力 0.3051 2 0.15255 1 15.5682E保压时间 0.O009 2 0.O0O45 0.340909F冷却时间 O.ooO8 2 0.oo04 0.3030327 结果分析根据以上分析结果可得出以下结论：1对磁疗仪后盖翘曲变形有高度显著影响的因子是熔体温度和保压压力，其次是保压时间和冷却时间，模具温度和注射时间的影响最校2最优方案为A2B3C3D3E2F3，即取模具温度为45℃，熔体温度为200C，注射时间为1.2s，保压压力为15MPa，保压时间为32s，冷却时间为25s。

3在最优方案基础上对显著影响因子的参数值进行调整，取模具温度为45℃，熔体温度为210℃，注射时间为1.2s，保压压力为25MPa，保压时间为32s，冷却时间为25s，其数值模拟结果如图6所示。与之前的模拟结果相比，综合因素影响下的产品总体变形由参数调整前的2.371mm下降到156l 第35卷 第9期 2013-0g下了1.893mm，减小了20.2%。

另外，为了验证模拟试验的结果是否合理，利用上述参数组合再次进行试模，试尼果如图7所示。为精确的测量塑件的翘曲变形量，利用西安爱德华生产的Daisy 8106三坐标测量机进行测量，采用的测量软件为AC-DMS。最后所测得的翘曲量为1.758mm。尽管这个翘曲量仍较大，但是较初始试尼果又明显改善。由此可见，基于CAE技术、正交试验法能预测塑件的翘曲变形，通过合理选择工艺参数可有效减小塑件的翘曲变形量，能对实际生产有指导意义。

H 纂、抽 lt枷 .朋 囊图6 基于最优方案参数 图7 第二次试尼果调整后的数值模拟结果3 结束语本文以磁疗仪后盖为研究对象，在完成零件主要结构设计、模具设计的基础上，通过设计-组六因素三水平的正交试验表进行模拟分析，并根据分析结果进行信噪比、极差分析，以确定对翘曲量有显著影响的因素，并确定-组较合理的参数，最后得到试模验证。由分析结果可知，数值模拟分析确定相关工艺参数在-定程度上可以减小劳动强度，提高生产效率。