面向制造的灌水器产品快速定型与模具CAE

2016-06-21535000广西英华国际职业学院广西钦州黄日进

中国机械 2016年5期

535000 广西英华国际职业学院广西钦州|黄日进

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文章通过对三种滴管灌水器的线性回归分析，建立了一种具有收缩率和壁厚的数学模型，进而为灌水器滴片结构的不断优化提供了相关的理论依据，并针对迷宫灌水器微细流道精细化、复杂化的特点，对面向制造的灌水器产品快速定型与模具CAE进行探讨。灌水器；产品快速定性；模具CAE

滴管灌水器的流道尺寸较小，一般的流道宽度只有1毫米左右，在流道小的情况下其内部的流场结构复杂，对其制造的精确度要求高，在实际中生产的灌水器的性能和使用周期往往达不到人们的理想要求。产生这种问题的原因有关人员认为是其整体结构设计不合理以及设计的误差造成的。针对这种问题，文章在计算机软件的辅助下，设计出CAE方法，利用CAE方法对灌水器的整体结构和工艺设计进行优化分析，在RP和数控NC技术结合的同时设计出符合实际需要的水力性能更好的试验。

面向制造的灌水器产品结构优化设计和相关参数确定

a灌水器的收缩率和壁厚回归模型设计

灌水器的剖面结构一般包括四个壁厚和一个加强筋的高度，在注塑件设计壁厚均衡要求一致的原则指导下，假设四个壁厚相等，都等于x1，加强筋的高度为x2.之后建立灌水器的壁厚和收缩量差值二次多项式样的回归模型，在相关软件以及spss平台的支持下确定具体的模型。在模型建立成功之后通过一组样本数据信息的采取在模型的作用下进行具体的实验，从而对灌水器收缩率和壁厚计算的精确度和稳定性进行判断。验证方法是在选择工艺设置点之后，将模型数据信息带入到具体公式中获得收缩率差值，之后将其和Moldflow软件结果数据进行比较，分析模型的优劣，

b浇筑工艺参数的优化正交试验

第一，极差分析。依据注塑成型的工艺特点，对制品质量能够产生影响的五个因素进行考虑，选择其中的四水平和五因素进行正交试验，得到的极差如表1所示。根据表1可以发现圆弧形流道、齿形流道、斜齿形流道的影响因素排序分别是D＞E＞C＞A＞B；A＞D＞C＞B＞E；A＞D＞E＞B＞C.通过分析发现注塑时间对收缩率和差值的影响最大。

表1：3种灌水器的极差

第二，方差分析。经过方差分析能够得到参数的Sig，进而实现显著性的检验。其中在三种类型的流道灌水器保压压力Sig中，圆弧形的流道灌水器结果最为显著。通过这种方差分析可以得出结论在实际生产过程中，圆弧形的流道灌水器应该加强对保压压力的控制，另外两种类型的灌水器应加强对注塑时间的控制。

灌水器滴片的精密性流道制作

a圆弧网络形状的滴片流道RP设计制作

圆弧网络形状的滴片流道设计因为其流道尺寸难以控制，因而需要对RP滴片进行测量，要求其误差平均值不能超过5%。圆形网络形状流道测量结果是圆弧间的水平距离在1毫米，垂直距离在1毫米，圆弧之间的对角设计为0.71毫米，流道的宽度为2毫米，测量结果的误差平均值在5%以内。

b斜齿和对齿形状的灌水器设计制作

斜齿和对齿形状的灌水器设计制作因为其流道尺寸小，形状复杂变化性大的特点，运用原有的快速型制作流道尺寸的方式不能满足具体的应用需求，需要采用的是和生产注塑模具一样的工艺数控线切割加工方式，并在快速成型RP的作用下对形状复杂的滴片基本体进行组装。

面向制造的灌水器产品快速定型模具RT产品试验制作

a快速定性模具CAE分析

快速定性模具CAE主要是将仿真软件应用在具体的设计制造中，有效弥补了传统设计的弊端，提升了产品设计的成功率。通过对真空注型工艺中最好浇口以及成型中存在问题的分析，能够为之后的真空注型工艺设计进行指导。

b利用RT生产出的小批次灌水器滴片

利用上文提到的三种快速模具进行翻模实验，得到的三种流道结构式样的灌水器滴片。这些灌水器滴片的获得需要进行以下几方面的处理。第一，尺度精确度的检测。斜齿形的流道精确度检测需要涉及的信息的圆弧的直径以及流道的宽度；对齿形流道精确度检测主要涉及的参数有圆弧半径和流道宽度。第二，粗糙度的检测。利用数码显微镜对滴片、RP滴片的粗糙度进行检测，发现RT工艺的结果和实际结果相差不大，因此灌水器粗糙度对试验结果的总体影响不大。