摘 要
在注塑產(chǎn)品制造過程中，熔融塑料在型腔內(nèi)的流動狀態(tài)是影響產(chǎn)品最終質(zhì)量的最主要因素，而澆注系統(tǒng)在注塑模具中起到了傳遞熔體的作用，澆注系統(tǒng)是否合理，將直接影響到熔體的流動狀態(tài)。通常澆注系統(tǒng)的設(shè)計是依靠設(shè)計人員的經(jīng)驗，通過現(xiàn)場不斷的試模、修模來調(diào)整澆口、流道的尺寸，以找到符合需求的設(shè)計。但對于形狀復(fù)雜和高表面質(zhì)量的要求，需要非常精確的澆注系統(tǒng)尺寸時，往往經(jīng)驗設(shè)計無法做到。熔接線和翹曲就是棘手的問題。
本文針對數(shù)碼播放器上殼雙色成型注塑模具的特殊性，將數(shù)值模擬和遺傳算法相結(jié)合，運(yùn)用遺傳算法作為全局性搜索工具，先用測試函數(shù)驗證遺傳算法程序的正確性和有效性，接著利用AMI軟件在注塑模擬分析上的能力，搜索數(shù)碼播放器最優(yōu)的流道幾何參數(shù)，并求得符合熔接線生成位置、翹曲量和用料量要求的最佳優(yōu)化工藝方案。
首先，本課題完成了雙色成型注塑模具的模流分析，獲得了產(chǎn)品熔接線和翹曲量的缺陷參數(shù)，以及流道的位置參數(shù)。其次，建立了優(yōu)化上述參數(shù)的模型，包括熔接線的消除、翹曲量的降低和流道位置的優(yōu)化。最后將優(yōu)化結(jié)果與原始設(shè)計作了比較，證明了本課題的優(yōu)勢所在和實用性。
關(guān)鍵詞：雙色成型；澆注系統(tǒng)；遺傳算法；熔接線


Abstract
The flow state of molten plastic in the cavity is the major factor which can influence the final quality of product during the process of injection molding, and the runner system is used to transmit the molten plastic, so whether the runner system is reasonable or not will effect flow state of the fusant directly. Usually, designers determine runner system by their experiment, and adjust the dimension of gate and runner by die trial and die repairing constantly to find the best plan. But it’s really difficult to get precise dimension by experiment when the product has complex shape and high exterior quality requirement.
Numerical simulation is combined with the genetic algorithm on account of the particularity of up-shell of a digital media in bicolor injection molding, the genetic algorithm is used as a global regulation search tool while testing the correctness and validity of the genetic algorithm progam by using a test function firstly and searching best parameters of runner system based on AMI software and finally obtaining the optimum process with the requirement of weld-line position, warpage, and volume.
Firstly, Moldflow analyse is executed in this article, and get some failure parameters such as weldline, warpage of product and runner system parameters. Then, set a model for optimum of parameter above including elimilating weldline, decreasing warpage and runner position optimum. Finally, make a comparation between optimum result and original design, certify that this research is superior and feasible.
Keywords: bicolor injection molding; runner system; genetic algorithm; weld-line
目 錄
摘 要 I
Abstract II
第1章 緒論 1
1.1工程背景 2
1.2發(fā)展現(xiàn)狀 2
1.2.1雙色成型技術(shù) 2
1.2.2 AMI（Autodesk Moldflow Insight）外部接口技術(shù) 3
1.2.3 最優(yōu)化方法 6
1.3本文主要工作及章節(jié)安排 7
1.3.1 本文主要工作 7
1.3.2 本文章節(jié)安排 7
1.4本章小結(jié) 8
第2章 遺傳算法 9
2.1遺傳算法的基本用語 9
2.2基本遺傳算法 10
2.2.1基本遺傳算法的數(shù)學(xué)模型 10
2.3基本遺傳算法的步驟 11
2.3.1染色體編碼與解碼 13
2.3.2個體適應(yīng)度值評估 13
2.3.3遺傳操作 13
2.3.4基本遺傳算法的控制參數(shù) 17
2.4遺傳算法的測試方程 18
2.5 本章小結(jié) 20
第3章 雙色成型注塑模具澆注系統(tǒng)設(shè)計 21
3.1雙色成型原理 21
3.2雙色成型塑件的主要缺陷問題 22
3.2.1收縮凹陷（縮水） 22
3.2.2熔接線 23
3.2.3翹曲與體積收縮 24
3.2.4粘合不牢 24
3.3雙色/雙料模具設(shè)計與制造注意要點 25
3.3.1模具尺寸 25
3.3.2唧嘴 26
3.3.3縮水 26
3.3.4配合面接觸 26
3.3.5膠料結(jié)合 26
3.4雙色模具的澆注系統(tǒng) 27
3.4.1澆口 27
3.4.2流道 29
3.5雙色件模流分析 29
3.5.1成型設(shè)計方法 29
3.5.2雙色成型數(shù)碼產(chǎn)品的流道幾何參數(shù)設(shè)定 31
3.6 本章小結(jié) 34
第4章 結(jié)合Moldflow 與GA的多目標(biāo)設(shè)計 35
4.1多目標(biāo)函數(shù) 35
4.1.1翹曲量目標(biāo)函數(shù) 35
4.1.2體積目標(biāo)函數(shù) 36
4.1.3基于權(quán)重法的澆口位置目標(biāo)函數(shù) 37
4.1.4結(jié)合懲罰函數(shù)的熔接線目標(biāo)函數(shù) 38
4.2 AMI與GA的結(jié)合 39
4.2.1染色體個體定義 40
4.2.2生成AMI文件 40
4.3目標(biāo)函數(shù)的適應(yīng)值定義 42
4.4 本章小結(jié) 44
第5章 基于Moldflow的流道優(yōu)化系統(tǒng)開發(fā) 45
5.1優(yōu)化系統(tǒng)開發(fā) 45
5.1.1染色體的編碼與解碼 45
5.1.2 VB調(diào)用AMI和Matlab應(yīng)用程序 47
5.1.3 AMI循環(huán)模流分析 48
5.1.4 VB讀取AMI的XML數(shù)據(jù)文件 48
5.1.5系統(tǒng)界面 49
5.2控制參數(shù) 50
5.2.1遺傳算法控制參數(shù) 50
5.2.2產(chǎn)品模型控制參數(shù) 50
5.3優(yōu)化結(jié)果 51
5.3.1流道系統(tǒng)變量參數(shù)與適應(yīng)值變化曲線 51
5.3.2澆口位置和尺寸的優(yōu)化結(jié)果 53
5.3.3優(yōu)化結(jié)果與原始設(shè)計的比較 54
5.4本章小結(jié) 56
結(jié)論與未來期望 57
結(jié)論 57
未來期望 59
參考文獻(xiàn) 59