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基于制品质量的注塑成型过程控制研究

作　者: 蔡侃
导　师: 应济
学　校: 浙江大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 注塑成型过程 制品质量 机器参数控制 工艺优化 超声检测 可视化检测
分类号: TQ320.662
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


注塑成型加工是塑料制品制造的重要方法,本文采用控制注塑机机器参数和注塑工艺参数的方法,开展注塑成型过程控制的研究工作,从而实现显著提高塑料制品质量的研究目标。论文的主要内容包括：1)首先介绍了注塑成型过程,综述了塑料制品质量控制、注塑机机器参数控制、工艺分析与优化以及注塑成型过程检测的方法和研究现状,提出了采用机器参数控制和注塑工艺参数控制提高塑料制品质量的研究方案。2)针对注塑机伺服驱动液压控制系统的大时滞、非线性和时变等特性,在传统PID控制的基础上引入小脑模型神经网络算法；开发了基于ADuC高精度单片机数字控制器的控制程序；最后在MA900型注塑机上进行了程序调试、信号处理和算法改进。实验结果显示,与传统PID控制器的控制效果相比,保压压力的超调、静差和时延等性能得到了极大的改善,制品质量明显地得到提高。3)采用Moldflow软件进行了模流分析,确定了温度、压力、速度等注塑工艺参数对制品质量的影响,并对上述注塑工艺参数进行了优化分析,得出模腔压力状态参数是保压控制的最重要参数、充填阶段熔体前沿流动速率极大地影响制品质量等重要结论。4)为了控制模腔压力和熔体流动速率,设计了注塑成型过程的超声检测和可视化检测方案,自主研制了一套注塑模具并设计了检测平台,进行了在线超声检测和可视化检测实验,对注塑成型过程中模腔内熔体的流动变化和状态进行了在线观测和记录,分别对实验数据进行神经网络拟合,验证了超声检测方法可以检测模腔压力和控制螺杆速度可以有效地控制模腔内熔体前沿流动速率,为注塑工艺参数控制提供了实验依据,从而实现显著提高制品质量的研究目标。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-11
1 绪论  11-21
  1.1 研究背景  11-12
  1.2 注塑成型介绍  12-14
    1.2.1 注塑机介绍  12
    1.2.2 注塑成型过程介绍  12-14
  1.3 研究现状  14-18
    1.3.1 注塑成型质量控制的研究  14-15
    1.3.2 注塑机机器参数控制的研究  15-16
    1.3.3 注塑工艺分析与优化的研究  16-17
    1.3.4 注塑成型过程检测的研究  17-18
  1.4 本论文的研究概述  18-21
    1.4.1 本论文的来源和研究意义  18-19
    1.4.2 本论文的主要研究内容  19-21
2 注塑成型过程控制理论研究  21-35
  2.1 质量控制  21-23
  2.2 注塑成型过程数学模型  23-27
    2.2.1 注射过程和保压过程数学模型  23-25
    2.2.2 注塑机机器参数控制数学模型  25-27
  2.3 注塑工艺参数  27-31
    2.3.1 工艺分析  28-30
    2.3.2 Moldflow仿真分析  30-31
  2.4 注塑成型过程检测  31-34
    2.4.1 超声检测  31-33
    2.4.2 拟合分析  33-34
  2.5 本章小节  34-35
3 注塑机机器参数控制实验  35-44
  3.1 控制策略  35-37
  3.2 控制程序设计  37-39
  3.3 实验设备  39-40
  3.4 控制实验  40-43
  3.5 本章小结  43-44
4 注塑工艺分析与优化  44-56
  4.1 注塑工艺优化分析流程  44-47
    4.1.1 建模和网格划分  44-45
    4.1.2 基本设置  45-46
    4.1.3 分析序列  46-47
  4.2 温度  47-49
    4.2.1 模具温度  47-48
    4.2.2 熔体温度  48-49
  4.3 压力  49-53
    4.3.1 保压压力值分组实验  49-51
    4.3.2 保压压力曲线分组实验  51-52
    4.3.3 模腔压力与保压压力  52-53
  4.4 速度  53-55
    4.4.1 速度分组实验  53-54
    4.4.2 质量分析  54-55
  4.5 本章小结  55-56
5 注塑成型过程检测实验  56-72
  5.1 注塑模具的研制  56-63
    5.1.1 实验方案和制品设计  56-57
    5.1.2 模具结构设计  57-59
    5.1.3 模具结构优化  59-61
    5.1.4 模具加工制造  61-63
  5.2 实验平台  63-66
  5.3 超声检测实验  66-69
    5.3.1 超声检测  66-68
    5.3.3 拟合分析  68-69
  5.4 熔体前沿流动速率实验  69-71
    5.4.1 可视化实验  69-71
    5.4.2 实验分析  71
  5.5 本章小结  71-72
6 总结与展望  72-74
  6.1 论文总结  72-73
  6.2 展望  73-74
参考文献  74-80
致谢  80-81
作者简历  81
攻读硕士学位期间参加的科研项目及学术成果  81

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 合成树脂与塑料工业 > 一般性问题 > 生产过程与生产工艺 > 成型加工 > 注射成型
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