摘要
汽车水室属于功能结构件，此类塑件形状具有薄壁、长条状、非对称的特征，结构形状复杂且对其尺寸稳定性、密封性、装配面平面度的精度要求较高。其产品的翘曲变形在实际生产中比常规制品要大得多，而翘曲变形规律也难以精确分析，因此成为此类产品出现质量问题的主要原因。工厂传统的解决方案主要依靠工程技术人员的经验和技巧来确定较优的注塑成型工艺参数，再通过试模、调整、再试模，经过多次反复来保证产品的质量，浪费大量时间和材料，而且塑件质量也不稳定；针对翘曲变形问题，国内外学者主要集中在对注塑成型工艺参数进行优化模拟分析，但由于注塑成型是一个多变量、分布参数、非线性、强耦合且需要人工参与的复杂的过程，故对精度的控制还不能达到理想状态。预变形补偿法能够有效控制翘曲变形，但针对汽车水室这类复杂产品的相关研究较少，本文拟采用预变形补偿法来控制汽车水室类产品的翘曲变形。 首先，通过实际试模确定汽车水室的注塑时间、熔体温度、模具温度、保压时间、保压压力等工艺条件，最终确定了一套工艺条件组合。然后，在此工艺条件下对汽车水室模型进行CAE数值模拟分析，包括填充时间、V/P转换时的压力、锁模力、冷却水路的温度、制品温度、翘曲分析等，从而研究分析塑件的翘曲变形的趋势和量值。最后，运用基于CAE模拟仿真技术的预变形补偿方法，选取不同的预变形系数λ通过Moldflow进行模拟仿真与计算来确定汽车水室的反向补偿量，为实际生产的预变形提供参考依据，并进行开模试生产验证其有效性。 通过对未采用预变形的汽车水室进行CAE模拟仿真和实际测量数据对比，验证模拟仿真变形和实际变形呈相同的趋势且数值较为吻合。测量点理论模拟最大变形量为-1.5mm和-1.37mm，实际测量最大变形量为-1.38mm和-1.43mm，两者对应点的变形量最大差值在0.25mm，结果分析表明模拟仿真分析的正确和有效性。 经过预变形系数λ的选取，对5个预变形模型进行模拟分析，经过数据分析选取λ=1预变形模型，其测量点理论模拟最大变形量在0.25mm和0.17mm；最后通过开模实际验证其对应点实际翘曲最大变形量能控制在0.24mm和0.21mm。表明此方法能够有效控制汽车水室翘曲变形量，保证产品质量，同时能提高一次开模的成功率，降低成本，提高效率。
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