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根据田口方法实验，工艺参数对翘曲的影响

摘要：

实验模型是一个汽车三角面板，用田口实验的方法来判定工艺参数对翘曲的影

响。构造正交数组来研究每一个因素的重要性（成型温度，融化温度，注射时间，

v/p转换，保压压力和保压时间）。CAE软件Moldflow用来分析翘曲变形的范围。

通过获得信噪比和执行一定范围的分析来分析工艺参数对翘曲的影响。而且，最

小翘曲的工艺参数会得到优化。随后，根据填充条件会得到最小翘曲的最佳填充

条件。

关键词：注射模，翘曲，田口方法，最佳工艺

1.介绍：

随着轻型汽车的发展，汽车生产厂商开始普遍的使用塑料。差不多有80%的汽

车塑料零部件是通过注射模生产的。在生产过程中，塑料产品中的发现了大量成

型缺陷，比如翘曲，体积收缩，熔接痕和气泡。潜在的原因包括大量的塑料原材

料，复杂的模具型腔结构，成型设备的不同控制方法和不同的流变特性和机器性

能。塑料零件的翘曲是塑料产品质量一个重要的指标，它不仅仅影响产品的装配

和性能，也影响产品质量外观，最简单也是最有效防止敲的方法就获得最优的成

型工艺参数。

使用一个连续的单一的方法，1.BehroozFarshi研究了薄壁零件的汽车，确定

了成型工艺参数对翘曲和体积收缩的影响。Wu-linChen用Moldflow模拟了塑料

注射的过程，根据响应面方法设计了一个实验，确定了减小体积收缩和翘曲的工

艺参数。2.Kurtaran通过一个类神经网络模型和一个遗传算法（GA）分析了注射

成型参数（成型温度，融化温度，填充压力，填充时间和冷却时间）对汽车灯罩

的翘曲的影响。这个研究发现了最小的最佳变形工艺参数。3.Kitayama指出通过

代理模型优化技术，变量压力分布图可以有效的减少翘曲的影响，该技术一直在

使用径向基函数网络。4.ChuangMT和YangYK应用灰色关联分析并获得了一个

注塑成型工艺的最佳参数组合。5.为了优化参数的设计这样的一个的过程，许多

方法已经被广泛的使用，包括田口方法。6.BaburOzcelik用有限元软件(FE)分析了

手机外壳的成型工艺，并且通过正交实验设计检测到了翘曲的最大影响要素。该

研究还通过CATIA结构分析优化了部分。7.WeiGuo提出一个有效的方法，用综

合设计实验和GA以减少缩痕深度和为了优化永久的优化设计。8,9.Dong-GyuAhn

进行了数值分析和实验，确定了注射成型工艺参数核心的转变的影响，优化了薄

壁和深壁的电池塑料壳注射成型条件。10.JungHyunCho描述了有机玻璃在高温

下由于注射成型引起的变形和改变浇口位置来减少这种变形。11.Phuong

NguyeThi研究了在一个模内涂层工艺内不同的涂层条件的流动行为。

当前的研究模拟了工件在机器上的注塑工艺。一个汽车的内部三角形是作为一

个例子，使用的是模流分析软件和有限元分析软件。这个过程反映了熔体充填，

包装，主公你缺的预测地预测翘曲变形和冷却过程。利用田口实验方法确定了包

括注射温度、熔融温度、注射时间、V/P转换点、保压压力和包压时间工艺参数

影响。

2.实验设计：

2.2模型和材料

为了满足有限元分析研究，在这项研究中提出的三维实体模型在CATIA中举例

说明，如图1所示。这个模型包括一个435mm*90mm*30mm，壁厚2，5mm的

塑件。从模流分析软件里选择了这个材料（编号：12517），这个材料由KingfaSci

Tech责任有限公司生产。表一给出了零件的材料属性。给出了实体模型的尺寸

特征，用模塑仿真分析进行了前处理建模和网格处理。图2显示了零件成型的有

限元模型包括31595个网格单元和双层网格的网络类型。浇注系统和冷却系统建

立在模塑仿真分析软件关于模具设计中。

2.2田口实验设计

田口方法是由日本质量专家田口博士设计的实验方法。这种方法有助于大大

减少实验中的迭代次数,降低实验成本。为了研究翘曲形成参数影响，这个研

究选择模具温度，熔融温度，注射时间，，V/P转换点，保压压力和保压时间作

为研究因素。体积控制管理V/P转换点，保压压力是注射压力的60%~100%。所

选的研究如表2所示。L27正交试验基于田口方法被利用，表格3列出了实验设

计的参数。

3.结论和讨论：

模塑仿真分析的有限元软件被用来设计27本研究实验的参数,进行仿真分析注

塑形成过程。图3显示了这个分析的关键结果。通过进行这个模拟，一