基于CAE技术的汽车OBD外盖注塑工艺研究

发布时间：2020-08-27 18:20

【摘要】：车载诊断系统(On-Board Diagnostic-简称OBD)外盖属于薄壁注塑件,主要用于OBD盒体的保护,装配精度要求较高,过大的翘曲变形会影响外盖与盒体的配合,增大汽车行驶过程中的噪声。确保汽车OBD外盖的精确度,不发生翘曲变形是评价设计是否合理的重要指标之一。对薄壁OBD外盖产品翘曲变形开展分析并对其注塑模具结构和成型工艺参数进行优化,是提高产品质量的一项重要手段和途径。本文以日产汽车OBD外盖为研究对象,借助Autodesk Moldflow Insight模拟分析软件和正交实验优化方法,研究了注射时间、熔体温度、模具温度、保压时间和保压压力对薄壁OBD外盖产品翘曲变形的影响。基于均值分析和方差分析方法计算得到了翘曲变形量最小的最优工艺参数组合,并通过注塑实验进行了验证。(1)针对OBD外盖制品注塑模具浇注系统、排气系统、冷却系统等开展了优化分析。模具采用一模两腔整体结构,浇注系统采用热流道+冷流道的混合流道系统,通过优化浇口位置,选择尺寸较大的扇形侧浇口,远离装配面边缘进胶。综合运用分型面排气和开设排气槽方法优化模具排气系统,通过冷却管道设计优化模具冷却效率。(2)针对流动、冷却、翘曲变形分析结果开展讨论,分析聚合物熔体在流动过程中速度场、温度场和压力场等结果与最终产品翘曲变形结果的关联性,得出产品体积收缩不均是影响OBD外盖产品翘曲变形的最主要因素。(3)以OBD外盖翘曲变形量为优化目标,采用5因素4水平正交实验,研究注射时间、熔体温度、模具温度、保压时间和保压压力对翘曲变形的影响规律。发现保压工艺设置(保压压力和保压时间)是影响产品总体翘曲变形的最主要工艺参数。最优化的工艺参数组合为注射时间3.5s,熔体温度230℃,模具温度50℃,保压时间9s和保压压力95%。基于本文模具结构和工艺优化结果进行OBD外盖的模具设计,通过注塑实验对比产品实际翘曲变形与理论变形量,对比结果发现数值模拟与实验最大相对误差在9.7%左右,证明了本文CAE结果的有效性和准确性。
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U466
【图文】：

示意图,注塑成型过程,示意图,注塑成型

其中最重要的原因之一是某些汽车关键部件的成型加工工艺不能满足高强度的逡逑承载和使用需求。逡逑注塑成型是塑料产品的主要成型方法之一，己经被广泛应用。其基本过程如图１．１逡逑所示。首先是将聚合物材料通过注塑机料筒加热成熔融状态，然后施加一定的压力由注逡逑塑机的喷嘴通过特定的流道注入模具的型腔中，最后再通过保压、冷却成型等过程得到逡逑所需的产品Ｗ。其成型的周期短，生产的效率高，自动化程度高，特别针对形状复杂的逡逑产品，技术优势更明显是注塑成型的主要特点和优势［５，６】。逡逑（ａ）校具闭合逦（ｂ）充填投腔逦（ｃ）保压逡逑￣Ｙ１，逦逦５１＾逦逦逦逦ＴＬ，逡逑Ｉ］逦ｒ邋１邋１邋：逦逦逦逦逡逑⑷冷却，Ｍ化逦（ｅ）顶出塑件逦⑴汗始卜＿邋？个姑环逡逑图１．１注塑成型过程示意图１４１逡逑在注塑成型产品的生产过程中

翘曲变形,注塑制品,质量指标

对需要进行装配的零件均要求形状和尺寸达到精确的配合，翘曲变形作为评定产品质量逡逑的一个重要质量指标，被越来越多的学者们关注、研宄。逡逑从整体来看，注塑制品的翘曲变形方向可以概括为两种情况［３４，３５】（如图２．１）：逡逑（１）

塑料熔体,翘曲变形,剪切应力分布,充填过程

【参考文献】