专利名称：注塑成型工艺对塑件翘曲变形影响的参数化分析方法
技术领域：
本发明涉及一种塑件翘曲变形的参数化分析方法，特别是涉及一种注塑成型工艺对塑件翘曲变形影响的参数化分析方法。
背景技术：
翘曲变形是注塑成型塑料制品的常见缺陷之一，严重影响产品的质量。翘曲变形的影响因素很多，具体包括模具结构、塑件材料、成型工艺参数等。在实际成型过程中，当塑件材料和模具结构确定后，成型工艺参数就成为了影响翘曲变形的主要因素。合理分析成型过程中各工艺参数对塑件翘曲变形的影响，获取工艺参数对翘曲变形的影响规律，能够为合理选择工艺参数、减少塑件翘曲变形提供必要的参考依据。应用于分析成型工艺参数对塑件翘曲变形影响的技术主要有以下两种:文献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”公开了一种通过实验测试分析工艺参数对塑件翘曲变形影响的方法，该方法通过实验测量得到不同工艺参数下的塑件翘曲变形量，进而分析工艺参数对翘曲变形的影响。然而，注塑成型工艺参数种类繁多，参数取值范围广，因此需要进行大量的实验，造成时间、人力和材料的极大损耗，限制了实验方法在塑件翘曲变形影响分析中的应用。文献2“朱春东，虞炜华，朱洪艳，郭巍.成形工艺参数对薄壳塑件翘曲变形影响的数值模拟.模具工业，2007，33:50-53”公开了一种通过有限元数值仿真分析工艺参数对塑件翘曲变形影响的方法，该方法利用商业化模流分析软件MoldFlow对塑件的注塑成型过程进行数值模拟，计算得到不同工艺参数下的塑件翘曲变形量，在此基础上分析各工艺参数对塑件翘曲的影响程度。然而，该分析方法是一种“静态”的分析模式，例如工艺参数改变后，需要人为手动调整有限元分析参数并开展新的翘曲变形分析，不能根据工艺参数的改变自动更新有限元分析参数及翘曲变形分析，因此需要进行大量的人-机交互操作，严重地削弱了分析的自动化程度，降低了分析效率。以上方法中，实验方法成本高、效率低，有限元数值仿真方法虽然降低了成本，但也存在效率低的问题，因此这些现有方法无法高效的分析注塑成型工艺对塑件翘曲变形的影响。
发明内容
为了克服现有的塑件翘曲变形的参数化分析方法效率低的不足，本发明提供一种注塑成型工艺对塑件翘曲变形影响的参数化分析方法。该方法首先对商业化模流分析软件MoldFlow进行二次开发，实现注塑成型数值模拟的参数化计算和后台执行，然后将MoldFlow二次开发程序嵌入开放式多学科参数化分析与优化设计平台BOSS Quattro,利用BOSS Quattro的参数化分析模块，自动修改工艺参数并调用MoldFlow 二次开发程序计算塑件翘曲变形量，经多次自动修改、计算后，获得不同工艺参数取值下的塑件翘曲变形量。可以快速、有效的分析工艺参数对塑件翘曲变形的影响。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种注塑成型工艺对塑件翘曲变形影响的参数化分析方法，其特点是包括以下步骤:步骤1:根据MoldFlow软件提供的二次开发接口，利用编程语言Visual Basic编写MoldFlow 二次开发程序，实现注塑成型模拟的参数化自动执行，包括塑件有限元网格模型的导入、工艺参数的取值、翘曲变形的有限元分析以及完成分析后最大翘曲变形值的输出。步骤2:利用编程语言Visual Fortran编写嵌套程序,实现MoldFlow 二次开发程序与开放式多学科参数化分析与优化设计平台BOSS Quattro的嵌套。步骤3:基于Boss Quattro的参数化分析模块,指定相应工艺参数为变量，以最大翘曲值为目标函数，给出各变量的取值范围以及参数化分析时每一步变化的步长。在参数化分析的每一步，Boss Quattro自动更新工艺参数值,调用MoldFlow 二次开发程序获取最大翘曲值。自动完成多步分析后，输出不同工艺参数取值下的塑件最大翘曲变形量。步骤4:绘制塑件的最大翘曲变形值随工艺参数的变化曲线，从而获得不同注塑成型工艺参数对塑件翘曲变形的影响。本发明的有益效果是:由于该方法将MoldFl0W 二次开发程序嵌入参数化分析与优化设计平台Boss Quattro，实现了注塑成型数值模拟过程的参数化执行，自动计算不同工艺参数取值下的制品翘曲变形量，从而快速、有效的分析工艺参数对塑件翘曲变形的影响。分析结果提供了各个参数取值范围内翘曲变形的变化趋势，为实际生产中工艺参数的设置提供了依据，并能为进一步的工艺参数优化提供技术基础。分析过程全部自动完成，降低了人力投入、提高了分析效率。下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。
图1是本发明方法实施例手机外壳的有限元网格模型图。图2是本发明方法实施例得到的模具温度对最大翘曲值的影响分布图。图3是本发明方法实施例得到的熔体温度对最大翘曲值的影响分布图。图4是本发明方法实施例得到的保压压力对最大翘曲值的影响分布图。图5是本发明方法实施例得到的保压时间对最大翘曲值的影响分布图。
具体实施例方式本发明注塑成型工艺对塑件翘曲变形影响的参数化分析方法具体步骤如下:参照图1 5。本实施例选取的研究对象为某型号手机外壳,外壳几何模型厚度为Imm,长、宽、高分别为 130mm、55mm、11mm。注塑材料为 PC/ABC，牌号为 MultilonTN_3812B，采用单浇口浇注系统。选择模具温度、熔体温度、保压压力、保压时间作为本实施例的分析对象。步骤1:根据MoldFlow软件提供的二次开发接口，利用编程语言Visual Basic编写MoldFlow 二次开发程序，实现注塑成型模拟的参数化自动执行，包括手机外壳有限元网格模型的导入、工艺参数(模具温度、熔体温度、保压压力、保压时间)的取值、翘曲变形的有限元分析、以及完成分析后最大翘曲变形值的输出等。步骤2:利用编程语言Visual Fortran编写嵌套程序,实现MoldFlow 二次开发程序与开放式多学科参数化分析与优化设计平台BOSS Quattro的嵌套。步骤3:基于Boss Quattro的参数化分析模块，指定模具温度、熔体温度、保压压力、保压时间为变量，以成型后手机外壳的最大翘曲值为目标函数，结合薄壁零件的注塑成型特点以及注塑材料的性能，给定各变量的取值范围以及参数化分析时每一步变化的步长，如表I所示。在参数化分析的每一步，Boss Quattro自动更新工艺参数值,调用MoldFlow 二次开发程序进行成型过程模拟，获取手机外壳的最大翘曲值。自动完成多步分析后，输出不同工艺参数取值下的最大翘曲变形量。表I工艺参数取值范围及步长
权利要求
1.种注塑成型工艺对塑件翘曲变形影响的参数化分析方法，其特征在于包括以下步骤: 步骤1:根据MoldFl0W软件提供的二次开发接口，利用编程语言Visual Basic编写MoldFlow 二次开发程序，实现注塑成型模拟的参数化自动执行，包括塑件有限元网格模型的导入、工艺参数的取值、翘曲变形的有限元分析以及完成分析后最大翘曲变形值的输出； 步骤2:利用编程语言Visual Fortran编写嵌套程序,实现MoldFlow 二次开发程序与开放式多学科参数化分析与优化设计平台BOSS Quattro的嵌套； 步骤3:基于Boss Quattro的参数化分析模块，指定相应工艺参数为变量，以最大翘曲值为目标函数，给出各变量的取值范围以及参数化分析时每一步变化的步长；在参数化分析的每一步，Boss Quattro自动更新工艺参数值,调用MoldFlow 二次开发程序获取最大翅曲值；自动完成多步分析后，输出不同工艺参数取值下的塑件最大翘曲变形量； 步骤4:绘制塑件的最大翘曲变形值随工艺参数的变化曲线，从而获得不同注塑成型工艺参数对塑件翘曲变形的影响。
全文摘要
本发明公开了一种注塑成型工艺对塑件翘曲变形影响的参数化分析方法，用于解决现有的塑件翘曲变形的参数化分析方法效率低的技术问题。技术方案是首先对商业化模流分析软件MoldFlow进行二次开发，实现注塑成型数值模拟的参数化计算和后台执行，然后将MoldFlow二次开发程序嵌入开放式多学科参数化分析与优化设计平台BOSS Quattro，利用BOSS Quattro的参数化分析模块，自动修改工艺参数并调用MoldFlow二次开发程序计算塑件翘曲变形量，经多次自动修改、计算后，获得不同工艺参数取值下的塑件翘曲变形量。本发明分析结果提供了各个参数取值范围内翘曲变形的变化趋势，为实际生产中工艺参数的设置提供了依据，分析过程全部自动完成，降低了人力投入、提高了分析效率。
文档编号G06F17/50GK103093062SQ201310052808
公开日2013年5月8日 申请日期2013年2月19日 优先权日2013年2月19日
发明者张卫红, 张清文, 许英杰, 王骏 申请人:西北工业大学