購買設(shè)計(jì)請(qǐng)充值后下載，，資源目錄下的文件所見即所得，都可以點(diǎn)開預(yù)覽，，資料完整，充值下載就能得到。。?！咀ⅰ浚篸wg后綴為CAD圖，doc,docx為WORD文檔，有不明白之處，可咨詢QQ:1304139763
編號(hào) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 外文翻譯 譯文 學(xué) 院 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名 韋良華 學(xué) 號(hào) 1000110129 指導(dǎo)教師單位 機(jī)電工程學(xué)院 姓 名 陳虎 職 稱 助教 2014 年 5 月 26 日 1 通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化微注射成型工藝 摘要 本文提出通過試驗(yàn)設(shè)計(jì) DOE 優(yōu)化微注射成型 MIM 過程 MIM 是一種相對(duì)較新的用 于微部件的快速制造的技術(shù) 由于改變工藝參數(shù) 為了滿足質(zhì)量和可靠性的限制 減少操作 過程中變異的是非常重要 在這項(xiàng)研究中 對(duì) MIM 工藝的理解 它是通過 DOE 的六個(gè)影響表 面質(zhì)量的參數(shù) 流動(dòng)長度和長寬比來優(yōu)化的 顯著單一的工藝參數(shù)以及它們之間的相互作用 是通過統(tǒng)計(jì)分析確定 為 2 級(jí)的試驗(yàn)中 20 21 20 的縱橫比 分別對(duì)應(yīng)聚丙烯 PP 丙 烯腈 丁二烯 苯乙烯 ABS 和聚甲醛 POM 實(shí)現(xiàn) 關(guān)鍵詞 微注射成型 MIM 試驗(yàn)設(shè)計(jì) DOE 全因子 部分因子 優(yōu)化設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì) 第一章 引言 因?yàn)樗拇笈可a(chǎn)能力和低元件成本 微注射成型 MIM 是一種在微型制造行業(yè)內(nèi) 流行的相對(duì)較新的技術(shù) 為了使 MIM 以最小的成本實(shí)現(xiàn)最高品質(zhì)的元件 理解的過程并確 定不同的獨(dú)立參數(shù)的影響是很重要的 一種可以采用的調(diào)查 MIM 的整體操作的方法是試驗(yàn) 設(shè)計(jì) DOE 的設(shè)計(jì) 在一般情況下 DOE DoE 可用于收集從每個(gè)過程 并通過數(shù)據(jù) 分析獲得加工工藝的理解 這個(gè)程序可以幫助優(yōu)化過程 并最終使得質(zhì)量的提高 本文的結(jié)構(gòu)如下 在 MIM 工藝在第 2 節(jié)所述 在第 3 節(jié) DOE 的介紹 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收 集之后第 4 節(jié)解釋 結(jié)果和數(shù)據(jù)分析進(jìn)行說明在第 5 節(jié)說明 結(jié)果的討論 在第 6 節(jié)提出 最后在第 7 節(jié)給出結(jié)論的文件結(jié)束 2212 8271 2013 的作者 由 Elsevier BV 公司負(fù)責(zé)出版 羅伯托特提教授同行評(píng)議 DOI 10 1016 j procir 2013 09 052 第二章 微注射成型 MIM 微注射成型 1 是在制造世界一個(gè)相對(duì)較新的技術(shù) 因此 它需要被深入研究調(diào)查 據(jù) Liu 等人 2 進(jìn)行微粉末注射成型 因?yàn)樗谠S多不同的領(lǐng)域 例如醫(yī)學(xué) 光學(xué)和電信 成 2 功的應(yīng)用 使得微系統(tǒng)技術(shù)被廣泛使用在新的 21 世紀(jì) 帶有大批量生產(chǎn)能力和低元件成本 使得 MIM 技術(shù)是進(jìn)行微制造中的一個(gè)關(guān)鍵生產(chǎn)工序 MIM 的組件分為以下兩個(gè)類別之一 A 型 外形尺寸小于 1mm B 型 微特征小于 200 由 Sha 等人 3 在美國 DOE 進(jìn)行初步工作和 MIM 的數(shù)據(jù)分析 主要集中在 5 個(gè)不同的受 三個(gè)不同的聚合物材料可達(dá)到的高寬比影響的因素 熔體和模具溫度 注射速度 壓力和流 動(dòng)狀態(tài) 的分析 本實(shí)驗(yàn)縱橫比是一個(gè)特殊設(shè)計(jì)的微特征 其為較長尺寸與較短尺寸的的比 率 他們的研究結(jié)論是 熔體溫度 TB 和注射速度 六 是受在復(fù)制所有三種聚合物材料 的微觀特性中可達(dá)到的長寬比的影響的關(guān)鍵因素 由 Griffiths 等人 4 進(jìn)行的 MIM 工具的表面質(zhì)量效果主要集中于影響熔體流動(dòng)和模具 表面之間的流動(dòng)行為 并相互作用的因素 這些早期的調(diào)查結(jié)果都考慮到了這項(xiàng)研究 圖 1 示出了 MIM 型機(jī)的畫面 DOE 的規(guī)劃和數(shù)據(jù)分析使用的統(tǒng)計(jì)軟件包 Minitab 16 進(jìn)行 圖 1 微型注塑機(jī) 5 第三章 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) DOE 在實(shí)驗(yàn)中定義和調(diào)查所有可能的條件涉及多重因素的技術(shù)被稱為實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì) 這兩種 DOE 類型被廣泛采用是析因設(shè)計(jì)與田口方法 根據(jù)實(shí)驗(yàn) Minitab 的設(shè)計(jì) 6 析 因設(shè)計(jì)是一種設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn) 允許同時(shí)影響研究 一些因素可能對(duì)產(chǎn)生同一個(gè)影響結(jié)果 當(dāng)進(jìn) 行實(shí)驗(yàn) 不同的所有因素的水平同步 而不是一次一個(gè) 允許相互作用的因子的研究 3 在全面析因?qū)嶒?yàn) 響應(yīng)于實(shí)驗(yàn)因子水平的所有組合計(jì)算 因子水平的組合代表了在響應(yīng) 將被測(cè)量的條件 每個(gè)實(shí)驗(yàn)條件稱為運(yùn)行和響應(yīng)測(cè)量觀察 整組運(yùn)行的是 設(shè)計(jì) 為了最大限度地減少時(shí)間和成本 因此能夠排除一些因子水平的組合 因子設(shè)計(jì)中 一 個(gè)或多個(gè)電平組合被排除被稱為部分因子設(shè)計(jì) 有用的部分因子設(shè)計(jì)的因素中篩選出來 因?yàn)樗鼈儨p少運(yùn)行次數(shù)以達(dá)到可管理的大小 被執(zhí)行的運(yùn)行是一個(gè)選擇的子集或完全析因設(shè)計(jì)的一小部分 但 Roy 7 提到 使用全因子 和部分因子能源部可能會(huì)導(dǎo)致以下問題 實(shí)驗(yàn)在成本和時(shí)間變量的數(shù)目是大的而變得笨拙 兩種設(shè)計(jì)為相同的實(shí)驗(yàn)可能會(huì)產(chǎn)生不同的結(jié)果 這些設(shè)計(jì)通常不允許確定各因素的貢獻(xiàn) 實(shí)驗(yàn) 用的大量因素的解釋可能是相當(dāng)困難的 因此 田口方法 以克服這些問題被開發(fā)了 田口方法是定義和調(diào)查所有可能的條件中 涉及到多個(gè)因素的實(shí)驗(yàn)技術(shù) 田口方法首先由田口玄一博士在第二次世界大戰(zhàn) 8 9 后提出 他想出了三個(gè)基本概念 7 1 質(zhì)量應(yīng)該設(shè)計(jì)到產(chǎn)品中 而不是檢查了進(jìn)去 2 質(zhì)量最好通過最小化從一個(gè)目標(biāo) 的偏差來實(shí)現(xiàn) 本產(chǎn)品應(yīng)設(shè)計(jì)成使得它是免疫不可控的環(huán)境因素 3 質(zhì)量成本應(yīng)作為衡量 偏離標(biāo)準(zhǔn)的函數(shù)和損失應(yīng)該是衡量整個(gè)系統(tǒng)的函數(shù) 田口博士建立了一個(gè)三階段的過程 實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的依據(jù)上述概念的增強(qiáng) DOE 即系 統(tǒng)設(shè)計(jì) 參數(shù)設(shè)計(jì)和容差設(shè)計(jì) 在第一階段 系統(tǒng)設(shè)計(jì)是確定的設(shè)計(jì)因素的合適的工作水平 它包括設(shè)計(jì) 并根據(jù)選定 的材料 零件和標(biāo)稱產(chǎn)品 工藝參數(shù)的系統(tǒng)測(cè)試 參數(shù)設(shè)計(jì)是一個(gè)尋找可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品 過程的最佳性能的因子水平 公差設(shè)計(jì)的最后階段是降低其顯著影響產(chǎn)品 工藝因素的耐受性 構(gòu)建一組特殊的陣列稱為正交陣列 OAS 奠定了實(shí)驗(yàn) 在 OA 簡化了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程 它是通過選擇最合適的 OA 完成的 分配的因素 以適當(dāng)?shù)牧胁⒚枋龇Q為試驗(yàn)條件的個(gè)別實(shí) 驗(yàn)的組合 在這項(xiàng)研究中 一個(gè)部分因子 DOE 與 Taguch 的設(shè)計(jì)理念為提高質(zhì)量相結(jié)合進(jìn)行 第四章 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)收集 該實(shí)驗(yàn)由沙等人 10 所定義的來設(shè)計(jì)和設(shè)置 該實(shí)驗(yàn)的目的是分析六個(gè)可實(shí)現(xiàn)的高寬比 的因素影響 并找到最顯著因素 以達(dá)到給予最高的長寬比的最佳的設(shè)置 圖 2 示出了測(cè)試 4 微特征的一部分和腿具的有兩個(gè)水平寬度 W 200 或 500 微米 和深度 D 70 D1 或 100 D2 微米的形式 其中具有相同深度的特征 D1 或 D2 分別組成上部分的一側(cè) 上 圖 2 能源部測(cè)試部分 三種不同的材料 即 半結(jié)晶聚合物 如聚丙烯 PP 聚甲醛 POM 和無定形聚合 物 如丙烯腈 丁二烯 苯乙烯 ABS 是在本研究中 調(diào)查的參數(shù)為料筒溫度 TB 模具溫度 Tm 注射速度 V 保壓壓力 PH 空氣疏散 VA 的存在和微腿寬度 W 縱橫比 即 微特征和它們的深度的長度之間的比率 D1 或 D2 是在實(shí)驗(yàn)過程中測(cè)定 具有相同的 W 和 D 2 每部分 同時(shí)施加于表 1 中給出的過程設(shè)置 24 次的測(cè)量的響應(yīng)的 平均值被用于本研究 表 1 2 DOE 二級(jí) MIM 工藝參數(shù) MIM 工藝參數(shù)和 DoE 水平 聚合物 級(jí)別 鋱 C C m 毫 米 秒 W 微 米 PP 1 200 35 50 No No 250 5 2 225 50 100 Yes Yes 500 1 180 35 50 No No 250POM 2 200 60 100 Yes Yes 500 1 248 60 50 No No 250ABS 2 258 75 100 Yes Yes 500 第五章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析 在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用一個(gè) 2 級(jí)六個(gè)因素部分因子設(shè)計(jì) 26 2 DOE 被用來確定處于活動(dòng) 狀態(tài)的顯著因素 并研究微流道的填充因子 這個(gè)練習(xí)的目的是看 DOE 響應(yīng)的結(jié)果以了解 該過程 然后選擇顯著因素及其達(dá)最佳性能所必需的相應(yīng)的設(shè)置 5 1 結(jié)果 這是 DOE 測(cè)定實(shí)驗(yàn)熔體填充的長度和通道的深度之間的比率的的反應(yīng) 或 被記錄D1 2 在表 2 中 和 上表中所示的值是 24 次測(cè)量的平均值的值 D1 2 表 2 為 2 級(jí) MIM 工藝參數(shù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果 MIM 工藝參數(shù) PP POM ABS運(yùn) 行 試 驗(yàn) 編 號(hào) T T V P V W D1 D2 D1 D2 D1 D2 1 1 1 1 1 1 1 4 9 2 4 0 5 8 2 2 1 1 1 2 1 6 13 4 5 4 7 3 1 2 1 1 2 2 7 15 4 6 5 17 4 2 1 1 1 2 8 20 6 12 6 19 5 1 1 2 1 2 2 11 20 1 5 6 20 6 2 1 2 1 1 2 17 18 6 12 7 20 6 7 1 2 2 1 1 1 10 18 3 6 6 19 8 2 2 2 1 2 1 15 20 6 14 7 20 9 1 1 1 2 1 2 7 11 3 4 3 5 18 10 2 1 1 2 2 2 7 19 4 5 5 20 11 1 2 1 2 2 1 5 10 3 5 0 8 8 12 2 2 1 2 1 1 7 14 5 8 1 2 9 13 1 1 2 2 2 1 9 16 4 6 6 18 14 2 1 2 2 1 1 12 20 5 11 7 5 20 15 1 2 2 2 1 2 11 20 5 11 7 20 16 2 2 2 2 2 2 17 20 8 16 7 5 19 5 2 數(shù)據(jù)分析 統(tǒng)計(jì)軟件包 Minitab16 是用來分析從實(shí)驗(yàn)獲得的結(jié)果 該分析用于在 D1 和 D2 兩種情 況下 PP 的結(jié)果 如表 3 所示 表 3 估計(jì)效果和 PP D1 數(shù)據(jù)的 DOE 系數(shù) 術(shù)語 效果 系數(shù) 系數(shù)標(biāo) 準(zhǔn)誤差 T P T 3 125 1 5625 0 3125 5 00 0 038 T 0 8750 0 4375 0 3125 1 40 0 296 V 6 375 3 1875 0 3125 10 20 0 009 P 0 3750 0 1875 0 3125 0 60 0 609 V 0 1250 0 0625 0 3125 0 20 0 86 W 2 1250 1 0625 0 3125 3 40 0 077 單 因 素 T T 0 3750 0 1875 0 3125 0 60 0 609 T V 1 8750 0 9375 0 3125 3 00 0 095 T P 0 3750 0 1875 0 3125 0 60 0 609 T V 0 1250 0 0625 0 3125 0 20 0 860 相 互 7 T W 0 1250 0 0625 0 3125 0 20 0 860 T P 0 3750 0 1875 0 3125 0 60 0 609 T W 0 6250 0 3125 0 3125 1 00 0 423 作 用 第六章 結(jié)果討論 上述結(jié)果分別用于生產(chǎn)更多的證據(jù)來支讓 MIM 工藝因素的技術(shù)支持 使用 0 05 適用于 PP 發(fā)現(xiàn) 值是 0 038 和 為 0 009 表明 這兩個(gè)單因素 和 D1 T V T 是顯著主要影響 即它們的 p 值小于 0 05 這兩個(gè)單因素 其作用和其它計(jì)算值在表 3 中V 顯示 此外 上述結(jié)果表明 沒有一個(gè)雙向的交互是顯著的 這顯然是受了 標(biāo)準(zhǔn)化效應(yīng)正 態(tài)圖 圖 3 和 帕累托圖 theStandardized 的影響 圖 4 所示 圖 3 對(duì) PP 的正常影響D1 8 圖 4 用于 PP 帕累托圖D1 6 1 正常效果圖 一個(gè)正常的效果圖用于比較相對(duì)大小和主 交互效應(yīng)的統(tǒng)計(jì)顯著性 如圖 3 Minitab 中繪 制一條直線來指示該點(diǎn)預(yù)計(jì)將下降 如果所有的效果都接近于零 不屬于直線附近的 點(diǎn) 通常有顯著信號(hào)因素的作用 這樣較大的效果一般去進(jìn)一步遠(yuǎn)離擬合直線相比不重要的影響 默認(rèn)情況下 Minitab 中使用 0 05 和標(biāo)簽效果顯著 因子 C 和 A 明確標(biāo)示標(biāo)簽的示于圖 3 這是通過在 MIM 工藝對(duì) PP 具有更大的權(quán)重的系數(shù) C 相比 在該圖中可以看到系數(shù)D1 a 6 2 帕累托圖 帕累托圖的作用是用來比較相對(duì)大小和主 交互效應(yīng)的統(tǒng)計(jì)顯著性 如圖 4 Minitab 繪制以絕對(duì)值的因素影響遞減順序的 圖表上的參考線指示哪些因素影響顯著 當(dāng)你的模型 中包含的誤差項(xiàng) 默認(rèn)情況下 Minitab 中使用 0 05 繪制參考線 在圖 3 的結(jié)果確認(rèn)圖 4 中顯示的結(jié)果為因子 C 和 A 是已通過參考線僅有的兩個(gè)因素的影響 并且因子 C 比因子 A 具有更大的影響 6 3 主效應(yīng)圖 在分析中的下一個(gè)步驟是看的顯著相互作用 表 3 計(jì)算的雙向互動(dòng)效應(yīng) 可以直觀地顯 示在交互作用圖 看看這些影響有多大 交互作用圖顯示了兩個(gè)可疑的相互作用的因素 改 變一個(gè)因子的設(shè)置對(duì)另一個(gè)因子的影響 因?yàn)榻换タ梢苑糯蠡驕p小主效應(yīng) 即取決于相互作 用是否是正或負(fù) 評(píng)估相互作用是極其重要的 而接近平行線表示因子之間很少或沒有相互 9 作用 相交線信號(hào)的交互 交互量是成正比的交角 即接近 90 表達(dá)了強(qiáng)烈的相互作用 在圖 6 中的交互作用圖顯示 即 在 100 的高寬比 在 50 更在兩個(gè) 同 級(jí)別 的 T 響 應(yīng) V V 高 但是 可以看出 使用 在 100 運(yùn)行和使用 在 50 運(yùn)行其響應(yīng)差的差比T 設(shè) 置 為 225 V V 使用 在 100 運(yùn)行和使用 在 50 運(yùn)行的縱橫比差別更大 這表明 以獲得最高T 設(shè) 置 為 200 V V 的長寬比應(yīng)定為 225 而 保持在 100 V 圖 6 PP 交互作用圖D1 這項(xiàng)研究表明 除了在聚甲醛 ABS 和 ABS 用的雙向互動(dòng) 在大多數(shù)情況下 2 1 2 縱橫比是通過單因素的影響 對(duì)于 PP 只在 PP 和 Vi 的情況下 對(duì)于 POM 2 i 1 和 W 和對(duì)于 POM W 和 X 當(dāng) ABS 用于 中的影響 1 T m i 2 m i b i 1 因素分別為 W 和 X 對(duì)于 的顯著因素 W 和 X 在表 4 中以粗體顯示的T i m 2 i m 條目指示所選設(shè)置的顯著因素 陰影部分在表 4 中示出的因素之間的雙向交互 使用消除過程中的關(guān)鍵因素的 PP 被確定為機(jī)筒溫度 和噴射速度 對(duì)于聚 i 甲醛為機(jī)筒溫度 模具溫度 噴射速度 和寬度 W 以及 ABS 為機(jī)筒溫 m i 度 的 噴射速度 和寬度 W 與模具溫度 固定在 75 因此該因素保持 i m 壓力 PH 和空氣排出的存在 Va 能在 MIM 工藝被忽略 這給出了 4 項(xiàng)試驗(yàn)適用于 PP 16 項(xiàng)試驗(yàn)的聚甲醛和 8 個(gè)試驗(yàn)的 ABS 全階乘 另外 作為本研究的結(jié)果是 最優(yōu)設(shè) 置 為使用不同的材料實(shí)現(xiàn)最高的比率方面可以被概括如下 PP 在 225 和六 100 1 PP 為 100 2 i 10 POM 200 為 60 在 100 和 W 為 500 1 m i POM 除了 W 同為 2 1 ABS TB 為 258 六 100 W500 而 1 是固定在 75 m ABS 100 W500 而 為固定在 75 2 i m 驗(yàn)證試驗(yàn)中進(jìn)行驗(yàn)證為已選定的理論上和重復(fù) 24 次平均測(cè)得的反應(yīng) 得到最好的縱橫 比迄今發(fā)現(xiàn)上述設(shè)定的最佳性能 它們?nèi)缦?對(duì)聚丙烯和聚甲醛 20 的最佳縱橫比和 21A 的 BS 第七章 結(jié)論 在本文中已被提出對(duì)于理解 MIM 工藝和利用 DOE 的工藝參數(shù)的分析方法優(yōu)化 已經(jīng)進(jìn) 行一個(gè)部分因子實(shí)驗(yàn) Taguch 的質(zhì)量概念以節(jié)省時(shí)間和精力進(jìn)行判斷 在測(cè)量的響應(yīng)的形式 收集的數(shù)據(jù)已被成功地分析 以確定顯著單因素以及雙向的相互作用 進(jìn)一步 在研究中通 過 DOE DoE 方法使用不同的材料所確定最佳工藝參數(shù)設(shè)置已經(jīng)由運(yùn)行試驗(yàn)驗(yàn)證和測(cè)量 以符合 MIM 工藝參數(shù)的最佳設(shè)定值實(shí)現(xiàn)的高寬比的響應(yīng)驗(yàn)證了理論結(jié)果 通過這項(xiàng)研究的 MIM 獲得的知識(shí)將有助于理解和優(yōu)化納米注射成型 NIM 的過程 11 致謝 感謝歐盟 FP7 FlexiTool 項(xiàng)目支持這項(xiàng)工作 文獻(xiàn) 1 Trotta G Surace R Modica F Spina R Fassi I 2011 聚合物組分 AIP 機(jī)密的微注 射成型 PROC 2011 1315 1273 8 2 Liu ZY Loh NH Tor SB Khor KA Murakoshi Y Maeda R Shimizu T 2002年 微 粉末注射成型 材料加工技術(shù)2002 127 2 中 p 165 3 Sha B Dimov S Griffiths C Packianather MS 2007年 微型注塑調(diào)查 影響因素 復(fù)制質(zhì)量 材料加工技術(shù)2007 183 頁 284 4 Griffiths CA Dimov SS Brousseau EB Hoyle RT 2007 工具表面質(zhì)量的微注射 11 成型的效果 材料加工技術(shù)2007 189 1 號(hào)碼 418 5 Griffiths CA Dimov SS Brousseau EB Chouquet C Gavillet J Bigot S 2010年 調(diào)查微注射成型 詮釋J先進(jìn)制造業(yè)技術(shù)2010 47 1 號(hào)碼 99 6 Minitab的手冊(cè) 第5版 加拿大 柯特Hinrichs先生 2005在田口方法 7 Roy R 1990 入門 美國 范NOSTRAND 萊因霍爾德 1990 8 Sudhakar PR 1995 簡介質(zhì)量改進(jìn) 通過田口方法 質(zhì)量1995年 第 54 9 Taguchi G 1996 D O E 的角色對(duì)于強(qiáng)大的工程 一科芒特里 詮釋J質(zhì)量和1996年可靠性工程 12 號(hào)碼 73 10 Sha B Dimov S Griffiths C Packianather MS 2007 顯微注射成型 影響所 能達(dá)到的高寬比的因素 詮釋J高級(jí)制造業(yè) 通力2007 33 第147 11 Zhang N Cormac J Byrne CJ Browne DJ Gilchrist MD 2012 邁向納米注塑成型材料今天2012 15 5 第216 M Packianathera F Cha C Griffith S Dimo D T Phan aIMME 英國卡迪夫 CF243AA 游行皇后大廈卡迪夫大工程學(xué)院 英國伯明翰 B152TT 伯明翰大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 通訊作者聯(lián)系電話 44 29 20875911 傳真 44 29 20874695 電子郵件 地址 packianatherms cf ac uk