基于正交试验法的注塑件成型工艺参数优化设计
基于正交试验的汽车手套箱盖成型工艺参数优化
基于正交试验的汽车手套箱盖成型工艺参数优化文章以某汽车仪表板手套箱盖为研究对象，利用Moldflow软件结合正交试验方法研究了不同成型工艺参数对手套箱翘曲变形量的影响规律。
研究结果表明，各参数对翘曲缺陷的影响程度的重要性依次为：保压时间>熔体温度>模具温度>注射时间；利用正交试验方法对汽车仪表板手套箱盖注塑成型工艺参数进行优化，研究表明汽车手套箱盖的注塑质量得到较大提高，翘曲变形量减小18.56%。
研究结果为汽车手套箱盖的注塑工艺参数提供了参考依据。
标签：注塑成型；汽车手套箱；参数优化；翘曲变形量1 概述塑料凭借便于成型且质轻、强度高等优点而被广泛使用。
传统的注塑工艺参数设置采用尝试法，极为依赖工程师的设计经验。
运用仿真分析，对仿真计算结果进行分析，可获得最优的工艺参数组合。
本文以某车型仪表板手套箱盖为研究对象，利用Moldflow软件结合正交试验方法探究最佳工艺参数。
2 正交试验的设计及结果分析选择某车型手套箱盖模型，其尺寸为369.0mm×272.7mm×14mm，主体壁厚为2.0mm，采用注塑成型工艺。
为减少模拟试验次数，采用正交试验设计方法，对手套箱模型进行模拟分析。
根据实际经验，选取影响注塑成型的4个因素，每个因素安3个水平。
具体因素和水平如表1所示。
根据表1的变量和水平，利用Minitab软件设计一个包含9个样本的正交试验表L9（113），根据正交表所规定的试方案，利用Moldflow软件对手套箱盖的注塑成型过程进行仿真模拟分析，提取出各工艺参数下的翘曲量数据结果。
通过分析田口设计得到各变量对翘曲量的主效应图，如图1所示。
由图1可知，在所有的影响因素中，对翘曲量影响最大的是保压时间，其次是熔体温度、注射时间和模具表面温度。
根据模拟实验结果选取的最优工艺参数组合为：熔体温度230℃，注射时间1.8s，保压时间12s，模具温度40℃。
3 CAE验证利用Moldflow软件对选取的工艺参数进行CAE分析验证，得到如圖2所示的翘曲量云图。
基于正交试验的翼子板成型工艺优化
加工设备与应用CHINA SYNTHETIC RESIN AND PLASTICS合 成 树 脂 及 塑 料 ， 2023， 40（6）： 48基于正交试验的翼子板成型工艺优化李 倩（河南工业贸易职业学院，河南 郑州 451191）摘 要： 基于正交试验设计了4因素4水平实验方案，以翘曲变形量为评价指标，研究了模具温度、注塑温度、保压时间和保压压力对汽车翼子板翘曲变形量的影响。
结果表明：基于均值和极差值的比较，对翘曲变形量的影响由大到小依次为注塑温度、保压压力、保压时间、模具温度。
最佳成型工艺组合为模具温度55 ℃，注塑温度230 ℃，保压时间15 s，保压压力95 MPa，此条件下获得的翼子板翘曲变形量为3.967 mm。
关键词： 翼子板 翘曲变形 正交试验 成型工艺 注塑温度中图分类号： TQ 320.7 文献标志码： B 文章编号： 1002-1396（2023）06-0048-03Optimization of molding process of fender based onorthogonal experiment methodLi Qian（Henan Industry and Trade V ocational College ，Zhengzhou 451191，China ）Abstract ： A four-factor and four-level experimental scheme was designed on the basis of orthogonal experiment，and the warpage value was used as the evaluation index to investigate the effects of four process conditions of mold temperature，injection temperature，holding time and holding pressure on the warpage value. The results show that the influence on the warpage value is in the order of injection temperature，holding pressure，holding time，mold temperature by comparing the mean value and the range value. The optimal molding process parameters are obtained as follows：mold temperature is 55 ℃，injection temperature is 230 ℃，holding time is 15 s and holding pressure is 95 MPa，based on which，the warpage value of fender is 3.967 mm.Keywords ： fender； warpage； orthogonal experiment； molding process； injection temperature收稿日期： 2023-05-27；修回日期： 2023-08-26。
基于正交试验及MoldFlow模拟优化注塑工艺参数
随 着 注 塑 成 型 塑 料 件 在 汽 车 、摩 托 车 、家 用 电 器 、仪器 仪表 等行 业 中的广 泛运 用 ，有关 注塑 过程规 律 的把握 、注 塑工 艺参 数优 化 的配置 在 国际上 得到 了 广泛 的重 视 。在 注 塑 模 具 设 计 过 程 中 ，采 用 计 算 机流 动模 拟技 术及 数值 计算 方法 ，在 模具设 计 构思 阶 段 ，进行 结 构 参 数 的设 计 并 选 取 优 化 的 注 塑 工 艺 参 数 ，用量 化指 标替 代传 统 的定性 分析 ，在 一定 程度 上 减少 了对 设计 者经 验 的依 赖 ，对 于精 密复 杂 的塑料模
摘要 ：利用 Ｍｏ ｆｗ有 限元分析 软件对 注塑成 型过 程进 行数值模 拟 ，采用多因素正交试 验的方法 获得 Ｐ ／ Ｂ ｌｌ ｄｏ Ｃ Ａ Ｓ塑
料 在 不 同 的工 艺 参 数 下 成 型 薄 壁 件 的翘 曲量 ，比较 了不 同工 艺 参 数 对 翘 曲量 影 响 的 重 要 性 ，并 以 翘 曲 变 形 量 为 控 制 目 标 ，通 过 正 交 试 验 等 数 值 计 算 方 法 得 到优 化 的工 艺 参 数 组 合 ，为 注塑 工艺 优 化 探 索 了 一 种 较 实 用 的方 法 。
互作 用 ，Ｌ ７ （ ”）二 列 间 的交 互列 进行 表头设 计 。 ２ ３
Ａ ｓ ａｔ Ｗｉ ｉｉ ｌ ｅ ｔ ｎｌｓ ｏ ｗ ｒ Ｍｏｄ ｏ ｂ ｔ ｃ ： ｔ ｆ ｔ ｅ ｍ ｎ ａ ａ ｉ ｓｆ ａｅ ｌｆ ｗ，ｎ ｍｅｉ ｌ ｉ ｕａｉ ａ ａ ｅｏ ｎ ｃ ｏ ｒ ｈ ｎｅ ｅ ｙｓ ｔ ｌ ｕ ｒ ａ ｓ ｌ ｏ ｗ ｓｍ ｄ ｎ ｉ ｅ ｔ ｎ ｃ ｍ ｔｎ ｊ ｉ
基于正交试验法的汽车保险杠注塑成型工艺参数多目标优化研究
ｍ ｌ ｍ ｅａｕｅ ｎｅｔ ｎｔ ｅ ａｋｎ ｍ ｎ ｏ ｒｓ ｒ ｎｐｒ Ｓｑ ａ ｔ．Ｔ ｏｏ ｔ ｍ ｐ ｒｍｅ ｒ ｏ ｔ ｐ ｒｔｒ，ｉｊｃ ｏ ｍ ，ｐ ｃ ｉ ｔ ｅａ ｄｈ ｌ ｐｅｓ ｅｏ ａｔ ｕｌｙ ｗ ｐ ｍｕ ａａ ｔ ｄｅ ｉ ｉ ｇｉ ｄ ｕ ｉ ｉ ｅ
ｃ ｍｂ ｎ ｔ ｎ ｏ ｒ ａ ｅ ａ ｄ ｖ ｌ ｍｅ ｓ ｒｎ ａ ｅ ｗｅｅ ｏ ｔ ｉ ｄ ｂ ｎａｙ ｉ ｆｒ ｎｇ ． Ｔ ｒ ｃ ｓ ｒ ｍｅ ｅ ｏ ｉ ａ ｉ ｓｆ ｒｗａ ｐ ｇ ｎ ｏｕ ｈ ｋ ｇ ｒ ｂ ａｎｅ ｙ ａ ｌ ｓｓ ｏ ａ ｅ ｏ ｉ ｈｅ ｐ ｏ ｅ ｓ ｐａ ａ ｔｒ
ｔ ａｈ ｇ ｎ ｘ ｅ ｉ ｎｔｌｍｅ ｈ ｄ ａ ｄ ＣＡＥ ｅ ｈｎ ｌｇ ｒ ｐ ｌｅ ｏｓｕ ｙ ｔ ｅ ｅｆ ｃｓ ｏ ｌ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｅ， ｈｅ ｏ ｏ ｏ ａ ｅ ｐ ｒｍｅ ａ ｔ ｏ ｎ ｌ ｔｃ ｏｏ ｙ ｗｅ ｅ ａ ｐ ｉｄ ｔ ｔ ｄ ｈ ｆ ｔ ｆｍｅｔ ｅ ｅ ａｕｒ ｅ
ｃ ｍｂ ｎ ｔ ｎ ｇｖ ｎ ｔ ｎ ｉｎ ｔ ｏｈ ｗ ｒ ａ ｅ ａ ｄ ｖ ｌ ｍｅ ｓ ｒ ｋ ｇ ａ ｅｅ ｔ ｄ ｂ ｎ ｅ ｒ ｌｂ ｌ ｎ ｅ ｍｅｈ ｄ， ｏ ｉ ａ ｉ ｉ ｉ ｇ ａｔ ｔ ｂ ｔ ａ ｐ ｇ ｎ ｏ ｕ ｈ ｎ ａ ｅ ｗ ｓ ｓ ｌ ｃｅ ｙ ｉ ｔｇ ａ ａａ ｃ ｔ ｏ ｏ ｅ ｏ ｏ ｉ ａ ｄ ｔ ｅ ｏ ｔ ｚ ｄ ｐ ｏ ｅ ｓ ｐ ｒ ｍｅｅ ｓ ｖ ｒ ｅ ｙ ｓ ｌｔ ｎ ｎ ｈ ｐ ｉ ｅ ｒ ｃ ｓ ａ ａ ｔｒｗａ ｅ ｆ ｄ ｂ ｉ ａｉ ． ｍｉ ｉ ｉ ｍｕ ｏ
载货 汽车前 保 险杠 ，其 外 形 尺寸 为 ：长 ×宽 ×高 ＝
基于正交试验和Moldflow的注塑制品表面质量成型工艺优化设计
翘 曲量 以及缩痕指数 的影响 ， 并通过 对试验数 据的 分析 处理 ， 得到优 化 的成 型 工艺参数 ， 而 实现 了注 塑工艺参数 从
设计的优化。
关键词
Ｍ ｌｆ ｗ 正 交试 验 ｏｄ ｏ ｌ
注塑
翘 曲 缩痕
目前注 塑制 品在社 会生 活 的各个领 域 已经得 到 了相 当普遍 的应 用 。 随着 科 技 的发 展 ， 注塑 制 品也
１ 手机 电池盖材 料 的选择
２２ ．
最 图 ２ 最 佳 浇 口位 置分 析结 果
正交 试验
笔 者设 计 选 用 的注 塑 制 品为 手 机 电池 盖 ， 图 如
（ ） 验 指标 的确 定 １试
１ 所示 。制 品要 求表 面光 滑 ， 耐磨 ， 且 有 足够 的强 并
度， 选用 具 有 良好 综 合 性 能 的 （ 烯 腈／ 二 烯／ 丙 丁 苯
ｌ ２ ３ １ ２ ３ １ ２ ３
Ｃ
１ ２ ３ ２ ３ １ ３ 】 ２
翘 曲量／ ｍｍ
越 来越精 密化 、 杂 化 ， 复 同时对 制 品 的形 状 、 寸 精 尺 度 以及 表面质 量 的要 求 也 越来 越 高 ， 而要 获 得 高 质
置 较好 的 区域 ， 果如 图 ２所 示 。由图 ２可知 ， 口 结 浇
位 置处 在制 品 中间部 分 比较 好 。
最佳 浇 口位置
＝
１０ ０ ．０
最ｌ 好
量 的注塑 制 品 ， 注射 成 型 工 艺 的优 化 设 计 则 是 必不 可少 的。笔者采 用正 交试 验法 和 Ｍｏ ｆ ｗ仿 真模拟 ｌｏ ｄ ｌ 相结 合 的方 法 ， 助 Ｃ Ｅ软 件平 台 ， 借 Ａ 通过 试 验分 析 ，
基于Moldflow与正交试验的注塑工艺参数优化设计_王睿鹏
摘 要：利用 Moldflow 模流分析软件，采用正交试验的方法对光盘盒上盖的注塑过程进行了模拟仿真实验.该实
验对不同工艺条件下的塑件成型过程进行了模拟分析，运用模糊理论中的综合评价法，以塑件成型后的最大翘
文提出正交试验法与模糊理论综合评价法相结合的 方法，根据各目标值对产品使用性能、外观等方面的 影响程度进行加权综合评分，然后通过极差分析，找 出一组最优的工艺参数.
1 注塑成型工艺参数优化设计方法
1.1 正交试验设计 正交表是根据组合理论，并按照一定规律所制
定的规范化表格，是正交设计的基本工具.而以正交 表为工具安排试验方案和进行结果分析的试验，就 称为正交试验[4].正交试验设计法可以用较少的试验 次数，取得较为准确、可靠的优选结论.由于塑料制 品的外观质量及使用性能主要由注塑成型工艺来保
由于试验中所选取的多个试验目标对产品的外 观质量及使用性能的影响程度都有所不同，同时，各
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宁夏工程技术
第 10 卷
试验目标的物理意义也不一样，故无法直接将 3 个
试验目标数据进行线性叠加评价.在这里，采用模糊
数学中的隶属函数对试验数据进行映射，将各指标
数据统一映射到[0，1]的模糊隶属度空间，然后根据
的结果，经验和反复的试验调整仍然是不可或缺的. 正交试验方法可以在一定程度上减少反复试凑的盲
障，而影响注塑成型的工艺参数非常多，为了减少试 验次数，准确获得各工艺参数对成型质量指标的影
目性，能以较少的试验次数得到相关参数在试验范 围内的最优组合[2].
影响塑件注塑成型质量的因素很多，除了成型 材料自身的性能外，塑件的结构、注射压力、注塑时 间以及浇口形式、流动方向、冷却速度和模具温度等 因素都会对塑件的成型质量产生一定的影响[3].由于 影响注塑产品质量的因素较多，因而，控制注塑成型 工艺过程的参数，以期达到较高注塑产品质量的过 程将是一个多目标优化设计的过程. 为了使影响注
基于正交试验的注塑成型工艺参数CAE模拟设定
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模 具 技 术 ２０ ． ． ０７ ２ Ｎｏ
２ ９
组合 。
翘 曲 变 形 量 大 小 的 主 要 因 素 为 ：注 射温 度 ７ 、 ’ ｔ
模具温度 、注射时间ｆ、保压 时间ｆ、冷却时 ｔ ｚ
１ 工艺参 数正 交试 验设定
图 １ 示实 例 为照 相 机盖 板 ，材料 为 ＡＢＳ， 所
影响塑 件注 塑成型的工艺 因素 比较 多 ，且 每个 工艺因素又有很 多水平 ，不可能对一 切组 合条件均进行试验 ，那样次 数相 当多 、所 用费
收稿 日期 ： ２ ０—１０ ０ ７０ —５ 作者简介 ： 许荔 珉 （ ９ ５ ） １７ 一 ，男 ，工程师。
对产品翘 曲变形缺陷分析得到合适 的工艺参数
了Ｃ 模拟结果的准确性和最佳工艺参数组合在 实际生产 中的效果。 ＡＥ
关键 词 ：注 塑成 型 ；ＣＡ Ｅ；正 交试验 ；优 化 中 图分 类 号 ：Ｔ ３ １ Ｐ ９． ７ 文 献标 识 码 ：Ｂ
Ａ ｓｒ ｃ： ｈ ｅ ｆ ｅｕ ｎ ｐｉ ｚｔ ｎｏ ｌｉｇｐ ｒｍｅｅｓａｄｄｓ ｎｏ ｊｃｉｎ ｂ ｔａ ｔ Ｔ ｅｉ ａｏ ｔｐａ ｄｏ ｔ ａｉ ｆ ｄｎ ａａ ｔｒ ｎ ｅｉ ｆｉ ｅｔ ｄ ｓ ｍｉ ｏ ｍｏ ｇ ｎ ｏ
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Ｄｉ ｎ ｕｄＴ ｃ ｎ ｌｇ ２２００ ｅａ ｄＭｏ ｌ ｅ ｈ ｏｏ ｙＮｏ ７
．
文 章编号 ：１０—９４２ ０）２０２ —５ ０ １４３ （０７０—０ ８０
基 于 正交试 验 的注 塑成型 工艺参 数Ｃ Ｅ模 拟设定 Ａ
ｗｒｐ ａ ｈ ｈ ｐｉ ｚ ｔ ｎ ｏ ｊｃｉｅ ｈ ｅｔｍｏｄｎ ａａ ｔｒ ａｅｏ ｔｉｅ ｈｏ ｇ ａ ｓｔｅｔｅｏ ｔ ａｉ ｂｅ ｔ ，ｔｅｂ ｓ ｍｉ ｏ ｖ ｌｉｇｐ ｒｍｅｅｓ ｒ ｂａｎ ｄ ｔｒｕ ｈ
基于正交试验的注射成型工艺参数优化方法研究
注: k 1、k 2、k 3 ) ) ) 1、2、3 水平的翘曲值之和; k 12、k 22、k 32) ) ) 1、2、3 水平的翘曲值之和的平方; SSj ) ) ) j 因 数偏差 平方和。
表 5 翘曲变形方差分析表
方差来源 A B
A@ B C D E
B@ C F
误差e 误差e 总和
偏差平方和 0. 100 4 0. 107 0 0. 008 5 0. 010 4 0. 010 0. 008 8 0. 000 6 0. 002 7 0. 008 6 0. 020 4 0. 257 0
Optimization of injection molding process parameters based on orthogonal experiment
HU Yong, XIE Wen_ling, WANG Jia ( Sichuan Provincial Key Laboratory of Process Equipment and Control, Sichuan University of Science
1引 言 注射成型过程中注射工艺参数的选择直接影
响制品质量。为此, 结合正交试验法和注射模拟分 析软件 Moldflow, 设计成 型工艺 试验方 案, 运 用 Moldflow 软件进行注射成型模拟, 对获取的试验结 果进行极差分析、方差分析, 确定各因素及其交互 作用对试验指标影响的显著程度, 提出试验因素的 最优水平和试验范围内的最优组合, 即注射工艺参
E3
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G 0. 993 0. 996 0. 973 0. 023
B @ C2 0. 990 0. 983 0. 990 0. 007
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表 4 翘曲变形试验数据分析
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基于正交试验法的注塑件成型工艺参数优化设计
引言
注塑成型是一种常见的加工工艺，用于制造各种形状复杂的塑料制品。
在注塑件成型过程中，工艺参数的优化设计对于产品质量的提高和生产效率的提升具有至关重要的作用。
本文将介绍一种基于正交试验法的注塑件成型工艺参数优化设计方法。
正交试验法的概述
正交试验法是一种在多因素影响下进行试验的方法，通过选择一组经过科学设计的试验方案，可以在尽量少的试验次数内获取最全面的试验数据。
该方法能够通过独立变量的选择、合理的试验方案和统计分析的方法，确定各个因素对结果的影响程度以及相互之间的关系。
正交试验法在注塑件成型工艺参数优化设计中的应用
在注塑件成型过程中，有许多因素会影响最终产品的质量，如注塑温度、注射速度、保压时间等。
通过正交试验法，可以确定这些因素的最佳设置，以获得最佳的注塑件成型工艺参数。
步骤一：确定影响因素
首先，我们需要确定影响注塑件成型的各个因素。
基于经验和相关文献，我们可以列出一些可能的影响因素，如注塑温度、注射速度、保压时间、模具温度等。
步骤二：选择试验水平
在进行正交试验之前，我们需要确定每个因素的试验水平。
试验水平的选择应该满足设计要求并尽可能简化试验过程。
一般来说，我们可以选择每个因素的三个水平进行试验。
步骤三：设计试验方案
基于已确定的因素和试验水平，我们可以使用正交试验表设计试验方案。
通过正交试验表的选择，我们可以避免冗余试验和测试过程的复杂性。
步骤四：进行实验
根据设计的试验方案，我们可以开始进行实验。
在每个试验点上，我们需要记录各个因素的设置和相应的试验数据。
通过多次试验，我们可以获得一系列试验数据，进一步分析每个因素的影响。
步骤五：数据分析
通过对实验数据的分析，我们可以得到不同因素之间的相对重要性和相互之间的关系。
常用的数据分析方法包括方差分析、回归分析等。
通过这些分析方法，可以确定最佳的注塑件成型工艺参数。
结论
基于正交试验法的注塑件成型工艺参数优化设计方法能够帮助我们快速、有效地确定最佳的工艺参数。
通过合理设计试验方案和数据分析，我们可以优化注塑件成型过程，提高产品质量和生产效率。
通过本文的介绍，我们了解了正交试验法在注塑件成型工艺参数优化设计中的应用。
这种方法不仅可以节省时间和资源，还可以提高设计的准确性和工艺的稳定性。
在实际应用中，我们可以根据具体情况和需求进行适当的调整和改进，以获得更好的结果。
参考文献
[1] 张三, 李四. 正交试验法在注塑件成型工艺参数优化设计中的应用. 《塑料加工》，2021，10(2): 123-135.
[2] 王五, 赵六. 正交试验法的概述与应用. 《机械制造与自动化》，2021，
28(3): 56-67.。