【课题项目】杭州科技职业技术学院校级科学研究课题
(HKZYYB-2017-3)。
【作者简介】庞龙凤（1988-），女，浙江杭州人，助教，从事汽车模具
研究。
1引言
2注塑系统的建立
2.1汽车前灯的有限元仿真
首先运用UG 软件对汽车前灯进行三维造型，
汽车罩如图1为汽车前灯的结构模型，该产品的长宽高分别为320*185*445mm
。
图1汽车前灯的结构模型
2.2浇注系统的设计
本文的浇注系统结合客户的要求，浇口选用侧浇口，痕迹小，加工方便，特别适用多型腔的两板式模具[2]，浇口及流道位置设置如图2所示。
3
6
7
图2浇口及流道位置
2.3冷却系统的设计
根据汽车前灯的结构特点，将大量的水井设置在模具型芯和型腔位置处，用以加强冷却，
如图3，图4所示。3成型方案的初步模拟及结果分析
前灯的材料选用SABIC Innovative Plastics B.V.制造的Lexan LS2:PC 。结合Moldflow 软件中对该种材料推荐的工艺参数范围以及成型窗口分析确定初步成型工艺参数如表1
Optimization of Process Parameters for the Depth of Automobile Lamp Shrink Marks
Based on Orthogonal Test
庞龙凤
(杭州科技职业技术学院，
杭州311402)PANG Long-feng
(Hangzhou Polytechnic,Hangzhou311402,China)
【摘要】以某厂汽车前灯为研究对象，使用Moldflow 对其进行模拟分析，采用正交试验法设计试验方案，到最优的工艺参数组合,
旨在获取最小缩痕深度。
【Abstract】Inthispaper,theautomobileheadlightsofafactoryaretakenastheresearchobject,the Moldflowis used to simulate it.The orthogonal
test method is used to design the test scheme,and the optimum combination of process parameters is found.The aim is to obtain the minimum shrinkagedepth.
【关键词】注塑成型；正交试验；
缩痕深度；参数优化【Keywords】injectionmolding;orthogonaltest;shrinkmarkdepth;parameteroptimization 【中图分类号】TP391.7
【文献标志码】A
【文章编号】1673-1069（2018）
04-0181-03
181
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所示。
表1初步成型工艺参数
模具温度(℃)熔体温度(℃)
保压压力(MPa)保压时间(s)注射时间(s)V/P 速度/压力(%)
95
29570
5
4
97
对此工艺设置进行冷却、填充、保压和翘曲分析得到主要缺陷是缩痕深度，从图5所示，可以得出制品的最大缩痕变形量为0.0660mm 。根据企业要求，缩痕深度控制在0.02—0.05mm 。
4正交试验方案
利用规格化的正交试验表，既能减少盲目试模的次数，又能在较少的试验次数内使各因素得到较为全面的检验，通过数据处理还可以出各试验因素对试验指标的影响程度[3]。
4.1正交试验因素及水平
根据前面的分析，本文以缩痕深度为优化目标，以保压压力、保压时间、注射时间、V/P(速度/压力)转
换四个变量为实验因素，根据实验因子和水平数量，采用四因子五水平的L 25（54）正交表，假设各因素间无交互效应。根据材料工艺性分析，在工艺参数取值范围内，模具温度统一取80℃，熔体温度统一取280℃，建立因素水平表2并利用Moldflow 软件对25个实验进行模拟，
结果如表3。4.2正交试验结果极差分析
为得到指标与各因素的关系，寻最佳成型工艺参数组合，极差分析可以求得不同因素在不同水平上的极差和平均
值[4]。表4是当以缩痕深度为实验指标时，
均值极差法对实验结果的分析，实验因子的显著性顺序与信噪比分析所得结果
一致，即各因素对缩痕深度影响程度大小依次为：保压压力A>V/P 转换D >注射时间C>保压时间B 。
为了便于直观的观察因素的变化对指标的影响效果，
做出各因素对各指标均值影响的趋势图[5]。
从图6，可以看出，在本实验条件范围内，结合极差分析，当以缩痕深度为实验指标时，在实验因子保压压力
A 取水平5（105MPa ）、实验因子保压时间
B 取水平4（6.5s ）、实验因子注射时间
C 取水平5（5s ）、实验因子V/P 转换
D 取水平1
图3型芯侧水路分布图
图4型腔侧水路分布图图5缩痕估算
[mm]
0.0660
0.0495
0.0330
0.0165
0.0000
0.0400[mm]
0.0000[mm]
0.0769[mm]
0.0693[mm]
0.0049[mm]0.0547[mm]
0.0363[mm]
0.0000[mm]
0.0000[mm]
0.0000[mm]
表2因素水平表
水平
保压压力MPa/A 保压时间/s/B 注射时间/s/C V/P(速度/压力)转
换/%/D 12345
65758595
10555.566.5
7
33.544.5
5
10099989796
182
. All Rights Reserved.
表3正交试验表及试验结果
水平保压压力A保压时间B注射时间C V/P转换D
1 2 3 4 5 R 0.05344
0.05824
0.12964
0.04212
0.03732
0.09232
0.05342
0.05198
0.05012
0.04360
0.12164
0.07804
0.04840
0.12684
0.05372
0.04844
0.04336
0.08348
0.05682
0.13168
0.04488
0.04392
0.04346
0.08822
表4缩痕深度均值极差分析
（100%）时，缩痕深度均值最小。
4.3最佳工艺参数组合的验证
利用Moldflow软件，对优化后的工艺参数进行分析验证。模拟结果如图7所示，在最优方案A5B4C5D1下进行模拟分
析得到的缩痕估算为0.0412mm，远小于原来工艺参数条件下的缩痕深度0.066mm。说明对改善翘曲变形起到明显作用。
缩痕估算
比例因子=1.000
[mm]0.0412
0.0309
0.0206
0.0103
0.0000
0.0476[mm]
0.0000[mm]
0.0320[mm]
0.0457[mm]
0.0288[mm]
0.0288[mm]
0.0299[mm]
0.0000[mm]
图7优化后的缩痕深度
5结论
①以某工厂汽车前灯为研究对象，用正交试验法对Moldflow的结果进行多因子水平分析，得出了注塑成型工艺参数的优化配置以及试验条件下各因子对评价指标缩痕深度影响程度大小依次为：保压压力A>V/P转换D>注射时间C>保压时间B。
②对优化配置的工艺参数组合A5B4C5D1进行分析验证，优化后的缩痕深度为0.0412mm，远小于原来工艺参数条件下的缩痕深度0.066mm，达到优化目标的要求。
【参考文献】
【1】范亚博.基于CAE技术的汽车内饰板翘曲与缩痕的优化研究[D].
广州：广东工业大学,2015.
【2】张国俊，刘文，毛睿，等.基于Moldflow的注射成型工艺参数对塑件收缩痕的影响研究[J].模具工业,2014,40(06):15-19.
【3】杨燕燕，向良明，庄瑞英，等.基于Moldflow和Taguchi方法的汽车长饰条工艺参数优化[J].模具技术,2017(04):1-5.
【4】刘杰.汽车门内板注塑工艺优化与模具设计[D].镇江：江苏大学, 2016.
【5】李雪梅，罗晓晔，许忠斌.精密注塑用模具设计问题的探讨[J].机床与液压,2006(04):217-219.
序号A B C D翘曲/mm
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 2565
65
65
65
65
75
75
75
75
75
85
85
85
85
85
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95
95
95
95
105
105
105
105
105
5
5.5
6
6.5
7
5
5.5
6
6.5
7
5
5.5
6
6.5
7
5
5.5
6
6.5
7
5
5.5
6
6.5
7
3
3.5
4
4.5
5
3.5
4
4.5
5
3
4
4.5
5
3
3.5
4.5
5
3
3.5
4
5
3
3.5
4
4.5
100
99
98
97
96
98
97
96
100
99
96
100
99
98
97
99
98
97
96
100
97
96
100
99
98
2.626
2.594
2.578
2.572
2.666
2.465
2.316
2.284
2.255
2.312
2.287
2.310
2.261
2.222
2.212
2.183
2.181
2.108
2.144
1.982
2.092
1.969
1.949
1.889
1.836
图6各因素对缩痕深度均值影响趋势图
0.12
0.10
0.08
0.06
0.04
0.12
0.10
0.08
0.06
0.04
65758595105 5.0 5.5 6.0 6.57.0
3.0 3.5
4.0 4.5
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