我国已是最大的聚氨酯生产国和消费国,市场前景非常广阔,但是国内大部分聚氨酯发泡机生产企业研发多靠经验,重复劳动多,往往无法及时响应客户的个性化定制需求。聚氨酯发泡机相关的研究比较少,企业缺乏理论指导,导致生产过程中经常出现故障率高、产品质量不稳定等情况。本文以市场对聚氨酯发泡机的技术要求为基础,采用理论分析和试验相结合的方法完成发泡机的参数化设计并优化其工艺参数,实现聚氨酯发泡机的自动设计。(1)根据企业实际需求,分析发泡机参数化设计系统的功能,研究聚氨酯发泡机的工作过程和组成结构。通过对SolidWorks二次开发技术的研究,确定发泡机参数化设计系统以VB.NET为开发语言,采用设计变量和编程语言相结合的开发形式,以EXE可执行程序为封装代码方式,以Visual Studio为开发平台,以SQL Server作为存储设计数据的数据库。确定发泡机参数化设计系统的开发流程,构建发泡机参数化设计系统结构。(2)根据市场调研得到发泡机技术参数要求,设计发泡机液压系统并完成电机、液压泵、阀类、混合头等关键液压元件参数的计算和选型。运用AMESim软件搭建发泡机液压系统仿真模型,通过仿真分析得到发泡机液压系统压力和流量变化曲线图,验证液压系统设计满足实际工况的要求,为参数化建模与数据库建立提供依据。(3)研究发泡机的参数化设计过程,分析发泡机主机托盘、料罐罐体、搅拌器、吊臂等零部件的结构特征并提取尺寸参数。确定参数化建模的方法并划分参数化设计尺寸类型。确立零部件装配方式并建立发泡机装配关系表,创建零部件模型图库。利用SQLServer数据库技术创建用户管理、发泡机零部件、发泡机自动装配、发泡机工程图等一系列数据库,为发泡机参数化设计系统的开发奠定基础。(4)研制发泡机物理样机并进行液压系统试验,得到液压系统实际流量数据与仿真流量数据的误差在0.2%～0.3%之间,实际压力数据与仿真压力数据误差范围在0.3%～0.4%左右,均在合理范围内。在试机过程中,针对某种汽车方向盘产品表面成型质量问题,设计正交试验,并利用Moldflow软件对注射成型过程进行模拟仿真,得到不同工艺参数组合下的翘曲变形量,通过数据分析得出各工艺参数对翘曲变形量的影响程度由大到小排序为:模具温度、原料温度、保压压力、注射时间、保压时间。结合神经网络训练的方法降低工艺参数寻优的难度,得到最佳工艺参数组合为:模具温度47℃、原料温度25℃、注射时间5s、保压时间2s、保压压力20MPa。(5)搭建发泡机参数化设计系统软件环境。依据系统界面设计原则完成发泡机参数化设计系统登录界面及主界面的设计,通过编程完成零部件参数化建模、整机自动装配以及零部件工程图创建的功能,实现发泡机参数化设计的整个过程,完成发泡机参数化设计系统开发。设计聚氨酯发泡机液压系统,对关键液压元件的计算及选型,有利于提高发泡机的稳定性。在液压系统参数化设计的基础上进行的工艺参数优化会大大提升聚氨酯发泡机的核心竞争力。通过参数化设计系统个性化的人机交互界面可以实现聚氨酯发泡机的参数化设计,显著提高企业的研发效率,满足用户的个性化需求,填补该领域的空白,对指导实际生产具有重要的现实意义。