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注塑件校形预测与工艺参数优化研究

摘要

注塑成型是热塑性塑料和部分热固性塑料最主要的成型加工方法，在各个

领域具有巨大的市场需求和广阔的发展前景。随着人们对注塑制品质量要求的

提高以及注塑工艺的完善，注塑成型已经向精密注塑方向发展。注塑件开模取

出后自然冷却，产品发生变形，导致注塑件无法满足尺寸管控要求，给高分子

材料零件的制造和装配带来难度。因此，开展注塑件校形方面的研究具有重要

的意义，有望为解决变形问题提供有效的解决方案，进一步提高注塑成型技术

的精度和可控性。

本文以某厂家游戏主机中壳体注塑件为研究对象，并结合相关的最新研究，

对壳体注塑件校形建立预测模型，进而优化校形工艺参数，对出模后的壳体注

塑件进行校形处理，以达到修正零件外形尺寸，满足装配和使用的要求的目的。

通过理论分析、仿真分析等多种方法，对壳体注塑件自然冷却翘曲变形、校形

方案设计、校形预测模型、工艺参数优化求解等方面进行详尽的研究。

首先，对注塑成型过程进行理论分析，采用Moldflow与ANSYS联合仿真

的方式，分析某厂家游戏主机中壳体注塑件的注塑过程和脱模后自然冷却翘曲

变形过程，得到壳体注塑件脱模后翘曲变形的影响因素；通过自然冷却的方式

进行试验，得到其自然冷却条件下的翘曲变形测量值，并验证联合仿真在模拟

壳体塑件翘曲变形的可行性。

其次，以壳体注塑件自然冷却翘曲变形和校形装置结构设计要求为依据，

设计壳体注塑件校形方案；建立壳体注塑件校形正交试验，对不同校形载荷、

校形时间采用联合仿真的方式，得到校形后壳体注塑件变形均方误差，利用极

差分析对校形工艺参数优化。

随后，着重研究了壳体注塑件校形后的变形预测模型的问题。将不同位置

的校形载荷和校形时间作为输入研究对象，以校形后壳体注塑件变形均方误差

输出研究对象，基于BP神经网络建立壳体注塑件校形后的变形预测模型；针对

BP神经网络的弊端，使用基于遗传算法优化BP神经网络的校形建模方法；对

两种预测模型精度和鲁棒性进行评估。

最后，研究了壳体注塑件校形工艺参数优化求解与自动校形装置结构的问

-I-

题，以建立的预测模型为基础，采用金豺优化算法对预测模型进行优化求解，

将优化结果带入实际生产中，检测该参数下壳体注塑件校形后的均方误差。

关键词壳体注塑件；翘曲变形；联合仿真；校形预测模型；工艺参数优化

-II-

StudyonShapePredictionandProcessParameter

OptimizationofInjectionMoldingParts

Abstract

Injectionmoldingistheprimarymoldingprocessforthermoplasticandcertain

thermosettingplastics,withenormousmarketdemandandbroadprospectsfor

developmentinvariousfields.Withtheincreasingrequirementsforthequalityof

injection-moldedproductsandthecontinuousimprovementofinjectionmolding

processes,thefocushasshiftedtowardsprecisioninjectionmolding.Afterthe

injection-moldedcomponentsareejectedfromthemold,theyundergonaturalcooling,

resultingindeformationthatrendersshellinjection-moldedpartsunabletomeetsize

controlrequirements.Thisposes