在节能和环保日益受到重视的今天,轻量化成为汽车的重要发展方向,而汽车零部件的塑料化正是达到轻量化目的的主要措施之一。本文的主要研究内容就是围绕汽车发动机的重要部件——进气歧管的塑料化展开,由于汽车进气歧管体积较大、形状复杂、成型质量要求高,因此其注塑成型难度较大、工艺复杂、对成型工艺参数的要求较高。本文利用数值模拟方法、结合正交设计及单因素轮换的试验设计与优化理论,对塑料进气歧管“熔模型芯法”注塑成型工艺过程进行数值模拟仿真研究,从而实现对注塑成型工艺参数的优化,为产品的工艺开发和模具设计提供依据。本文在对当今汽车轻量化、零部件塑料化以及的汽车进气歧管塑料化的发展现状和发展趋势进行了研究和简要介绍,然后在高分子材料成型过程中的理论模型和数值计算方法的指导下,展开主要的研究工作: 首先,在零件三维模型和有限元网格模型的基础上,使用Moldflow 的MPA模块对塑料进气歧管的多个浇注系统设计方案进行数值模拟,通过分析各个方案的充填质量、熔接线位置及数量等指标,得到了综合质量较高的4 个进料口的浇口位置及半限制型浇口大小的浇注系统。然后,对塑料进气歧管的注塑工艺过程和保压冷却工艺过程分别进行正交试验设计安排,得到两个3 因素(即注塑过程的熔体温度、注射时间、模具温度三个因素;保压冷却过程的保压压力、保压时间、冷却时间三个因素)、3 水平的正交试验表;依据正交表的试验方案,本文分别对零件的注塑工艺过程、保压冷却工艺过程进行了数值模拟;再通过综合平衡法对模拟试验结果进行多目标(多质量指标)分析和研究,得到综合最优的注塑工艺参数和保压冷却工艺参数。其后,本文还以上述正交试验得到的最优工艺参数组合为基准,采用单因素轮换法,即对单个工艺参数进行轮换变动,利用数值模拟方法研究各工艺参数对收缩翘曲、熔接线和增强纤维的分布取向等重要质量指标的影响,进一步论证了正交试验方法所得到的工艺参数组合使塑料进气歧管的综合质量最佳。最后,在上述数值模拟和优化工作的基础上,得到了优化的汽车进气歧管“熔模型芯法”注塑成型工艺参数综合。