帶金屬嵌體的塑料花鍵體積收縮率優(yōu)化及分析.pdf

1、塑料制品在汽車(chē)零部件領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛，使用塑料制品可以輕化汽車(chē)的重量，提高汽車(chē)的安全性能，降低汽車(chē)的制造成本。這也對(duì)塑料制件的質(zhì)量提出了非常高的要求。近年來(lái)，汽車(chē)塑料零件由于體積收縮率過(guò)大導(dǎo)致的質(zhì)量問(wèn)題日益突出，亟需對(duì)此類(lèi)問(wèn)題進(jìn)行相關(guān)研究。而塑料零件的設(shè)計(jì)、選材、制造過(guò)程，每一個(gè)環(huán)節(jié)都和最后產(chǎn)品的質(zhì)量有著密切的關(guān)系，本文正是從這些方面去探討影響體積收縮率的根本原因。
　　本文研究的對(duì)象是帶金屬嵌體的塑料花鍵，它是汽車(chē)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)

2、中的一個(gè)注塑零件。因?yàn)樵摿慵P(guān)乎到整個(gè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的安全，所以需要嚴(yán)格控制其成型后的體積收縮率。本文通過(guò)交換實(shí)驗(yàn)、Moldflow軟件仿真、田口正交試驗(yàn)以及 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)去研究影響體積收縮率的因素以及降低體積收縮率的方法。具體研究?jī)?nèi)容如下：
　　首先，本文通過(guò)交換試驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析引入了一個(gè)實(shí)際工程問(wèn)題。汽車(chē)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)出現(xiàn)了上空心軸和上助力軸之間摩擦力過(guò)小的問(wèn)題，本文通過(guò)交換實(shí)驗(yàn)幫助其找出了引起滑動(dòng)摩擦力過(guò)小的關(guān)鍵零件和關(guān)鍵尺寸，關(guān)鍵零

3、件就是上助力軸的塑料花鍵，關(guān)鍵尺寸就是塑料外花鍵的實(shí)際齒槽寬。此塑料花鍵是通過(guò)包膠注塑工藝制得。經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)分析，該塑料花鍵的實(shí)際齒槽寬比滑動(dòng)摩擦力合格的塑料花鍵要大。本文通過(guò)研究間隙產(chǎn)生的原理，初步判定是體積收縮率過(guò)大導(dǎo)致了塑料花鍵齒槽寬度過(guò)大，引起了內(nèi)外花鍵的滑動(dòng)摩擦力過(guò)小。
　　其次，本文通過(guò) Moldflow軟件仿真此塑料花鍵包膠注塑過(guò)程中的充填保壓階段，去驗(yàn)證塑料花鍵的體積收縮率是否過(guò)大。在仿真過(guò)程中，本文準(zhǔn)確地在Moldf

4、low中將金屬嵌體和塑料花鍵鑲嵌在一起，單獨(dú)設(shè)置了嵌體的溫度和材質(zhì)，并創(chuàng)建了熱流道系統(tǒng)，提高了仿真的精度。仿真結(jié)果驗(yàn)證了塑料花鍵的體積收縮率確實(shí)過(guò)大。接著，本文探索在 Moldflow中通過(guò)兩種方案優(yōu)化澆注系統(tǒng)，以達(dá)到降低體積收縮率的目的。一種是創(chuàng)建傳統(tǒng)的冷流道系統(tǒng)，另外一種是改變澆口的注塑位置。
　　然后，在不修改產(chǎn)品設(shè)計(jì)的前提下，本文接著對(duì)金屬嵌體的溫度、熔體溫度、模具溫度、保壓壓力、保壓時(shí)間這些工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化以達(dá)到降低體積

5、收縮率的目的。每個(gè)工藝參數(shù)根據(jù)常用參數(shù)范圍選取了四個(gè)水平，按照田口正交表安排注塑試驗(yàn)。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行信噪比極差分析和信噪比均值分析，找出了五個(gè)工藝參數(shù)對(duì)體積收縮率影響由大到小的順序，并得出了各個(gè)因素的最佳水平，試驗(yàn)證明最佳工藝參數(shù)組合能將體積收縮率降到理想的水平。
　　最后，本文還根據(jù)田口正交試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果用 Matlab程序設(shè)計(jì)了一個(gè) BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，去描述各個(gè)工藝參數(shù)和體積收縮率之間的函數(shù)關(guān)系。并且使用該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)去預(yù)測(cè)不