專利名稱：注塑成型工藝對(duì)塑件翹曲變形影響的參數(shù)化分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種塑件翹曲變形的參數(shù)化分析方法，特別是涉及一種注塑成型工藝對(duì)塑件翹曲變形影響的參數(shù)化分析方法。
背景技術(shù)：
翹曲變形是注塑成型塑料制品的常見缺陷之一，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量。翹曲變形的影響因素很多，具體包括模具結(jié)構(gòu)、塑件材料、成型工藝參數(shù)等。在實(shí)際成型過程中，當(dāng)塑件材料和模具結(jié)構(gòu)確定后，成型工藝參數(shù)就成為了影響翹曲變形的主要因素。合理分析成型過程中各工藝參數(shù)對(duì)塑件翹曲變形的影響，獲取工藝參數(shù)對(duì)翹曲變形的影響規(guī)律，能夠?yàn)楹侠磉x擇工藝參數(shù)、減少塑件翹曲變形提供必要的參考依據(jù)。應(yīng)用于分析成型工藝參數(shù)對(duì)塑件翹曲變形影響的技術(shù)主要有以下兩種:文獻(xiàn)I “V Leo, Ch Curelliez.The effect of the packing parameters, gategeometry, and mold elasticity on the final dimensions of a molded part.PolymerEngineering and Science, 1996, 36:1309_1325”公開了一種通過實(shí)驗(yàn)測試分析工藝參數(shù)對(duì)塑件翹曲變形影響的方法，該方法通過實(shí)驗(yàn)測量得到不同工藝參數(shù)下的塑件翹曲變形量，進(jìn)而分析工藝參數(shù)對(duì)翹曲變形的影響。然而，注塑成型工藝參數(shù)種類繁多，參數(shù)取值范圍廣，因此需要進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)，造成時(shí)間、人力和材料的極大損耗，限制了實(shí)驗(yàn)方法在塑件翹曲變形影響分析中的應(yīng)用。文獻(xiàn)2“朱春東，虞煒華，朱洪艷，郭巍.成形工藝參數(shù)對(duì)薄殼塑件翹曲變形影響的數(shù)值模擬.模具工業(yè)，2007，33:50-53”公開了一種通過有限元數(shù)值仿真分析工藝參數(shù)對(duì)塑件翹曲變形影響的方法，該方法利用商業(yè)化模流分析軟件MoldFlow對(duì)塑件的注塑成型過程進(jìn)行數(shù)值模擬，計(jì)算得到不同工藝參數(shù)下的塑件翹曲變形量，在此基礎(chǔ)上分析各工藝參數(shù)對(duì)塑件翹曲的影響程度。然而，該分析方法是一種“靜態(tài)”的分析模式，例如工藝參數(shù)改變后，需要人為手動(dòng)調(diào)整有限元分析參數(shù)并開展新的翹曲變形分析，不能根據(jù)工藝參數(shù)的改變自動(dòng)更新有限元分析參數(shù)及翹曲變形分析，因此需要進(jìn)行大量的人-機(jī)交互操作，嚴(yán)重地削弱了分析的自動(dòng)化程度，降低了分析效率。以上方法中，實(shí)驗(yàn)方法成本高、效率低，有限元數(shù)值仿真方法雖然降低了成本，但也存在效率低的問題，因此這些現(xiàn)有方法無法高效的分析注塑成型工藝對(duì)塑件翹曲變形的影響。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的塑件翹曲變形的參數(shù)化分析方法效率低的不足，本發(fā)明提供一種注塑成型工藝對(duì)塑件翹曲變形影響的參數(shù)化分析方法。該方法首先對(duì)商業(yè)化模流分析軟件MoldFlow進(jìn)行二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)注塑成型數(shù)值模擬的參數(shù)化計(jì)算和后臺(tái)執(zhí)行，然后將MoldFlow二次開發(fā)程序嵌入開放式多學(xué)科參數(shù)化分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)BOSS Quattro,利用BOSS Quattro的參數(shù)化分析模塊，自動(dòng)修改工藝參數(shù)并調(diào)用MoldFlow 二次開發(fā)程序計(jì)算塑件翹曲變形量，經(jīng)多次自動(dòng)修改、計(jì)算后，獲得不同工藝參數(shù)取值下的塑件翹曲變形量?？梢钥焖?、有效的分析工藝參數(shù)對(duì)塑件翹曲變形的影響。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種注塑成型工藝對(duì)塑件翹曲變形影響的參數(shù)化分析方法，其特點(diǎn)是包括以下步驟:步驟1:根據(jù)MoldFlow軟件提供的二次開發(fā)接口，利用編程語言Visual Basic編寫MoldFlow 二次開發(fā)程序，實(shí)現(xiàn)注塑成型模擬的參數(shù)化自動(dòng)執(zhí)行，包括塑件有限元網(wǎng)格模型的導(dǎo)入、工藝參數(shù)的取值、翹曲變形的有限元分析以及完成分析后最大翹曲變形值的輸出。步驟2:利用編程語言Visual Fortran編寫嵌套程序,實(shí)現(xiàn)MoldFlow 二次開發(fā)程序與開放式多學(xué)科參數(shù)化分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)BOSS Quattro的嵌套。步驟3:基于Boss Quattro的參數(shù)化分析模塊,指定相應(yīng)工藝參數(shù)為變量，以最大翹曲值為目標(biāo)函數(shù)，給出各變量的取值范圍以及參數(shù)化分析時(shí)每一步變化的步長。在參數(shù)化分析的每一步，Boss Quattro自動(dòng)更新工藝參數(shù)值,調(diào)用MoldFlow 二次開發(fā)程序獲取最大翹曲值。自動(dòng)完成多步分析后，輸出不同工藝參數(shù)取值下的塑件最大翹曲變形量。步驟4:繪制塑件的最大翹曲變形值隨工藝參數(shù)的變化曲線，從而獲得不同注塑成型工藝參數(shù)對(duì)塑件翹曲變形的影響。本發(fā)明的有益效果是:由于該方法將MoldFl0W 二次開發(fā)程序嵌入?yún)?shù)化分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)Boss Quattro，實(shí)現(xiàn)了注塑成型數(shù)值模擬過程的參數(shù)化執(zhí)行，自動(dòng)計(jì)算不同工藝參數(shù)取值下的制品翹曲變形量，從而快速、有效的分析工藝參數(shù)對(duì)塑件翹曲變形的影響。分析結(jié)果提供了各個(gè)參數(shù)取值范圍內(nèi)翹曲變形的變化趨勢，為實(shí)際生產(chǎn)中工藝參數(shù)的設(shè)置提供了依據(jù)，并能為進(jìn)一步的工藝參數(shù)優(yōu)化提供技術(shù)基礎(chǔ)。分析過程全部自動(dòng)完成，降低了人力投入、提高了分析效率。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明。


圖1是本發(fā)明方法實(shí)施例手機(jī)外殼的有限元網(wǎng)格模型圖。圖2是本發(fā)明方法實(shí)施例得到的模具溫度對(duì)最大翹曲值的影響分布圖。圖3是本發(fā)明方法實(shí)施例得到的熔體溫度對(duì)最大翹曲值的影響分布圖。圖4是本發(fā)明方法實(shí)施例得到的保壓壓力對(duì)最大翹曲值的影響分布圖。圖5是本發(fā)明方法實(shí)施例得到的保壓時(shí)間對(duì)最大翹曲值的影響分布圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明注塑成型工藝對(duì)塑件翹曲變形影響的參數(shù)化分析方法具體步驟如下:參照?qǐng)D1 5。本實(shí)施例選取的研究對(duì)象為某型號(hào)手機(jī)外殼,外殼幾何模型厚度為Imm,長、寬、高分別為 130mm、55mm、11mm。注塑材料為 PC/ABC，牌號(hào)為 MultilonTN_3812B，采用單澆口澆注系統(tǒng)。選擇模具溫度、熔體溫度、保壓壓力、保壓時(shí)間作為本實(shí)施例的分析對(duì)象。步驟1:根據(jù)MoldFlow軟件提供的二次開發(fā)接口，利用編程語言Visual Basic編寫MoldFlow 二次開發(fā)程序，實(shí)現(xiàn)注塑成型模擬的參數(shù)化自動(dòng)執(zhí)行，包括手機(jī)外殼有限元網(wǎng)格模型的導(dǎo)入、工藝參數(shù)(模具溫度、熔體溫度、保壓壓力、保壓時(shí)間)的取值、翹曲變形的有限元分析、以及完成分析后最大翹曲變形值的輸出等。步驟2:利用編程語言Visual Fortran編寫嵌套程序,實(shí)現(xiàn)MoldFlow 二次開發(fā)程序與開放式多學(xué)科參數(shù)化分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)BOSS Quattro的嵌套。步驟3:基于Boss Quattro的參數(shù)化分析模塊，指定模具溫度、熔體溫度、保壓壓力、保壓時(shí)間為變量，以成型后手機(jī)外殼的最大翹曲值為目標(biāo)函數(shù)，結(jié)合薄壁零件的注塑成型特點(diǎn)以及注塑材料的性能，給定各變量的取值范圍以及參數(shù)化分析時(shí)每一步變化的步長，如表I所示。在參數(shù)化分析的每一步，Boss Quattro自動(dòng)更新工藝參數(shù)值,調(diào)用MoldFlow 二次開發(fā)程序進(jìn)行成型過程模擬，獲取手機(jī)外殼的最大翹曲值。自動(dòng)完成多步分析后，輸出不同工藝參數(shù)取值下的最大翹曲變形量。表I工藝參數(shù)取值范圍及步長
權(quán)利要求
1.種注塑成型工藝對(duì)塑件翹曲變形影響的參數(shù)化分析方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟1:根據(jù)MoldFl0W軟件提供的二次開發(fā)接口，利用編程語言Visual Basic編寫MoldFlow 二次開發(fā)程序，實(shí)現(xiàn)注塑成型模擬的參數(shù)化自動(dòng)執(zhí)行，包括塑件有限元網(wǎng)格模型的導(dǎo)入、工藝參數(shù)的取值、翹曲變形的有限元分析以及完成分析后最大翹曲變形值的輸出； 步驟2:利用編程語言Visual Fortran編寫嵌套程序,實(shí)現(xiàn)MoldFlow 二次開發(fā)程序與開放式多學(xué)科參數(shù)化分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)BOSS Quattro的嵌套； 步驟3:基于Boss Quattro的參數(shù)化分析模塊，指定相應(yīng)工藝參數(shù)為變量，以最大翹曲值為目標(biāo)函數(shù)，給出各變量的取值范圍以及參數(shù)化分析時(shí)每一步變化的步長；在參數(shù)化分析的每一步，Boss Quattro自動(dòng)更新工藝參數(shù)值,調(diào)用MoldFlow 二次開發(fā)程序獲取最大翅曲值；自動(dòng)完成多步分析后，輸出不同工藝參數(shù)取值下的塑件最大翹曲變形量； 步驟4:繪制塑件的最大翹曲變形值隨工藝參數(shù)的變化曲線，從而獲得不同注塑成型工藝參數(shù)對(duì)塑件翹曲變形的影響。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種注塑成型工藝對(duì)塑件翹曲變形影響的參數(shù)化分析方法，用于解決現(xiàn)有的塑件翹曲變形的參數(shù)化分析方法效率低的技術(shù)問題。技術(shù)方案是首先對(duì)商業(yè)化模流分析軟件MoldFlow進(jìn)行二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)注塑成型數(shù)值模擬的參數(shù)化計(jì)算和后臺(tái)執(zhí)行，然后將MoldFlow二次開發(fā)程序嵌入開放式多學(xué)科參數(shù)化分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)BOSS Quattro，利用BOSS Quattro的參數(shù)化分析模塊，自動(dòng)修改工藝參數(shù)并調(diào)用MoldFlow二次開發(fā)程序計(jì)算塑件翹曲變形量，經(jīng)多次自動(dòng)修改、計(jì)算后，獲得不同工藝參數(shù)取值下的塑件翹曲變形量。本發(fā)明分析結(jié)果提供了各個(gè)參數(shù)取值范圍內(nèi)翹曲變形的變化趨勢，為實(shí)際生產(chǎn)中工藝參數(shù)的設(shè)置提供了依據(jù)，分析過程全部自動(dòng)完成，降低了人力投入、提高了分析效率。
文檔編號(hào)G06F17/50GK103093062SQ201310052808
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2013年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月19日
發(fā)明者張衛(wèi)紅, 張清文, 許英杰, 王駿 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)