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塑料是近年来飞速发展的一类应用材料,被广泛地应用于国民经济的各个领域。注塑成型是将材料加热熔融成黏流态,施以高压注射进入模具,经过保压、冷却定型,最终从模腔中顶出制品,制成与模具型腔形状几乎完全一致的塑料制品,是高分子材料加工最重要方法之一。在各种注塑模具中,叠层多腔模具是一种能够充分发挥注塑机的生产能力,提高生产效率、降低生产成本的有效方法。在注塑成型过程中,成型工艺参数的设置对塑料熔体的状态,塑件的最终质量都有着直接的影响。随着注塑制件在汽车、航空、消费电子、精密仪器等工程领域的广泛应用,对其质量的要求也越来越高,有必要对其成型工艺参数进行优化,因此,运用CAE技术对其进行注塑工艺参数优化具有重要的研究意义。本课题主要工作如下: (1)分析了叠层多腔注塑模具及其注塑工艺参数优化研究的国内外现状及其发展,并对叠层多腔注塑成型进行建模。 (2)探讨了如何利用Moldflow模流分析软件对导致制品常见缺陷,诸如收缩、翘曲变形等的典型影响因素进行分析。并且设置模拟实验探讨单独改变注射温度T1、模具温度T2、成型时间t1、保压时间t2和保压压力P等工艺参数对制品收缩和翘曲的影响,通过绘制变化趋势图找出变化规律以及变化较大的区间,为后面模拟实验做好准备。 (3)采用正交实验设计法与CAE分析技术相结合,设计出5因素4水平的正交实验矩阵实验,采用L16(45)正交表,并按照正交表设置的参数利用CAE软件Moldflow依次以最少的实验次数进行模拟实验,得出16个质量指标的具体数值。 (4)针对CAE数值模拟的实验结果进行直观分析和方差分析,得出各注塑工艺参数对所选取的质量指标的影响程度,同时获得单一质量指标最优时的注塑工艺参数组合,最终得出最优工艺参数:即注射温度、模具温度、成型时间、保压时间和保压压力分别为205℃、50℃、55s、7.5s、70MPa。采用最优工艺参数进行CAE数值模拟,得出总翘曲变形量为0.2844mm,验证了优化效果。 (5)通过注塑机试模和三坐标测量机的检测分析,验证了CAE模拟成型的准确性。