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正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的工藝參數(shù)優(yōu)化

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來源:格力大金發(fā)布日期 2019-11-28 08:57瀏覽:-
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正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的工藝參數(shù)優(yōu)化

一、相關(guān)介紹

正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法又叫田口方法,由日本田口玄一博士開發(fā)研究的一種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)的原理,利用“正交表”對(duì)多因素水平進(jìn)行科學(xué)地安排設(shè)計(jì)試驗(yàn)。在這之前,一般在生產(chǎn)實(shí)際試驗(yàn)要考慮的因素很多,若每個(gè)因素的各個(gè)水平進(jìn)行全面試驗(yàn),要做的試驗(yàn)次數(shù)非常得多。其最大優(yōu)勢就是在全面試驗(yàn)中選取一部分具有代表性的因素水平組合來做試驗(yàn),再通過方差分析的方法對(duì)所有試驗(yàn)因素進(jìn)行優(yōu)化,可大大縮少試驗(yàn)次數(shù),幫助研究人員以最少的試驗(yàn)次數(shù)找到最佳的參數(shù)組合和分析各個(gè)試驗(yàn)因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響程度。將試驗(yàn)的難度和試驗(yàn)花費(fèi)的成本、時(shí)間都降低了,提高了工作效率。

其步驟:

1、分析實(shí)驗(yàn),確定實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,即確定實(shí)驗(yàn)指標(biāo)

2、確定實(shí)驗(yàn)因素和水平

3、選擇正交表,進(jìn)行表頭設(shè)計(jì)

4、制定實(shí)驗(yàn)方案

5、進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并統(tǒng)計(jì)分析

二、正交實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)

首先確定實(shí)驗(yàn)指標(biāo),實(shí)際試模之后過程中,掃風(fēng)連桿的翹曲變形量超過客戶規(guī)定的大小,影響了掃風(fēng)連桿的裝配性能。因此選取翹曲變形量為優(yōu)化目標(biāo)。

精密注塑模具的注射過程中,由于材料、注塑機(jī)、模具結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等都已固定,但工藝參數(shù)的設(shè)置是可進(jìn)行變更優(yōu)化的,結(jié)合以往成型經(jīng)驗(yàn),本次實(shí)驗(yàn)選用對(duì)變形影響較大的五個(gè)參數(shù)作為實(shí)驗(yàn)因素,將模具溫度、熔體溫度、注塑時(shí)間、保壓壓力、保壓時(shí)間和冷卻時(shí)間這六個(gè)工藝參數(shù)做為試驗(yàn)因子,分別簡稱為 A、B、C、D、E、F,并假設(shè)這些因子之間不存在相互作用。 在優(yōu)化工藝參數(shù)的過程中,試驗(yàn)因子的取值范圍非常重要。只有取值恰當(dāng),才能提高參數(shù)選取的搜索速度,才能找到最優(yōu)的參數(shù)組合。上述五個(gè)試驗(yàn)因子的取值范圍可根據(jù) Moldflow 軟件的推薦值來確定,具體取值分析如下:

圖1 因素水平表

圖2 澆注系統(tǒng)

選擇 Moldflow 軟件中分析序列“填充+保壓+翹曲”功能來模擬正交表中 25 組不同注塑成型工藝參數(shù)組合下的翹曲變形量,各成型質(zhì)量指標(biāo)模擬結(jié)果如圖3所示。

圖3 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

基于加權(quán)綜合評(píng)分法,對(duì)體積收縮率、翹曲變形量及縮痕深度進(jìn)行了綜合質(zhì)量評(píng)價(jià),得到工藝參數(shù)組合為模具溫度為75℃、熔體溫度為190℃、保壓壓力65Mpa、保壓時(shí)間為4s、注射時(shí)間為2.7s、冷卻時(shí)間為24s時(shí),使得精密注塑模具的產(chǎn)品的成型綜合質(zhì)量最優(yōu)。

三、結(jié)束語

借助Moldflow分析注塑工藝過程,通過正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)來調(diào)節(jié)最佳工藝參數(shù)設(shè)計(jì),從而解決了問題。也總結(jié)了此類精密注塑模具的經(jīng)驗(yàn),體現(xiàn)了結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際和Moldflow 分析結(jié)果尋找解決方案的必要性,要在零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初期就將其導(dǎo)入Moldflow系統(tǒng)進(jìn)行分析,防患于未然,將潛在問題在設(shè)計(jì)階段得以有效化解;實(shí)現(xiàn)從“CAE 驗(yàn)證設(shè)計(jì)”走向“CAE驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)”的目的。

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