摘要：在新中国成立以后，我国的经济水平一直处于上升趋势，人们的生活质量也在不断的提高，对于生活用品的质量要求也在渐渐提升，为了满足人们对产品
质量的要求，开发出了一系列新的技术来提高产品的质量性能，并且控制产品生产成本。CAE技术就是其中之一，目前CAE技术在逐渐运用于注射成型领域，因为模具设计决定着一个产品生产的成败，而工艺参数的优化，能够进一步提高产品质量，所以要想得到一个高质量的产品，这两个环节都是非常重要的，在传统的生产工艺中，注射产品开发主要是使用尝试法，这种方法对于工人的要求比较高，所以产品质量无法得到很好的保障，而利用CAE技术可以缩短模具设计制造的周期，还能够提高产品的质量，因此对这一技术进行研究具有非常重要的实践意义。本文主要通过实际实验来研究CAE技术在注塑工艺参数优化中的应用。
关键词：CAE技术；注塑工艺；参数优化
一、理论背景
计算机辅助工程技术简称为CAE技术，这个技术主要是利用数值计算方法等多种基本理论，并且加上计算机模拟，在实际生产应用之前，先对塑件的整个成型过程进行数据计算，在实验环境之下，预测模型设计和成型条件对产品质量的影响，从而降低生产成本，节约生产的时间，并且在实验条件下能够找出最佳的工艺条件，从而为判断模具设计和成型条件提供合理的依据。
如果塑件本身是薄壁塑件的，不管是厚度方向都比其他的尺寸要小，那么就可以使用Hele Shaw流动模型，利用这个模型，可以找出塑件生产的边界条件，然后再用有限元/有限差分混合数值的办法来对实验条件进行改变，从而找出比较合适的压力场和温度场，进而模拟出实际生产情况。
试验设计是以概率论和数理统计作为理论基础，同时还有一些经济领域的知识，实验的主要目的是获得最优方案，从而简化生产所需程序以及降低成本，在实验过程中，首先要讨论如何才能合理的安排实验，其次就是对实验获得的数据进行分析，这项实验不管是国内还是国外，都有很多参与人员，而且有很多实验方法，国外使用最多的是Taguchi实验方法，这个方法的主要优点是利用正交性原理来安排试验，进而对试验结果进行分析计算，从而找出最优的生产条件以及工艺条件。
二、实验
(一)实验准备
实验器件为汽车空调上壳，长度为800毫米，宽度为300毫米，高度约为60毫米，速建的平均厚度为2.5毫米，该实验塑件的主要模型图如下：
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(二)浇注系统设计
在开始进行实验之前，首先要设计实验方案，并且根据设计好的实验方案计算结果，以便在实验结束之后，与实验结果进行比对，在模具设计当中浇筑系统的设计非常重要，所以我们先设计浇筑系统的实验方案，浇注系统的设计会影响到塑件的性能、外观，所以要提前进行实验设计，对于本次实验所使用到的塑件来说，需要重点考虑的是流道类型和浇口的位置以及数量，在设计实验方案时，根据塑件的实际情况，设计了八种方案，主要情况如下表所示：
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并且对实验方案中所使用的数据进行了模拟计算，最后再与实验结果进行比对。
在本次实验中所使用的塑件热流道在生产中不产生流道整合物，在设计模具的过程中，考虑到热流道系统能够提高产品的质量，所以虽然加入热流道系统之后，产品的结构会变得更加复杂，但是它能够帮助进行压力传递，对于产品质量的提升有着极大的帮助，而且可以最大程度的节省人力，从而降低人力成本，所以在讨论实验方案的过程中，依然采用了热流道浇筑系统。
(三)工艺参数优化
在确定了浇筑系统之后，接下来就需要确定使用何种加工工艺来生产模具，在确定工业参数时可以使用CAE技术做模型模拟分析，本次实验主要使用Taughi正交实验设计方法，在实验过程中，对不同的影响因素进行研究，然后对收集到的数据进行方差分析，最后选择最佳的工艺条件。
在开始实验之前，首先要确定因素和水平，首先，根据模拟软件给出的推荐参数设置，随后选定正交表，确定评价的指标。在进行实验的过程当中，由于环境的影响，可能会对产生的数据造成一定影响，而且由于工作环境温度无法得到精准控制，所以注塑机的压力控制可能会出现一些偏差，为了在最终的实验结果中降低偏差的影响，需要将它们制作噪音，同时计算出实验数据的信噪比，最后对收集到的数据进行均值和方差分析。
首先先进行均值分析，将收集到的模拟计算结果进行S/N比计算，但是均值分析的精确度不足，要想进一步研究，就需要对实验数据做方差分析，从而深入分析最能影响评价指标的显著因素。在实验中进行控制的各个因素对塑件翘曲量的影响程度是不一样的，在多个影响因素当中，保压时间对总的翘曲量的影响最为显著，下图是各个显著因子对翘曲的贡献程度：
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从上图中我们可以看出不同的显著因子对翘曲的贡献程度存在一定的差别，而且有几个显著因子之间存在交互作用，并且这些交互作用对翘曲的影响贡献比较大，在对这些存在交互作用的显著因子进行分析时，还应该使用二元分析表来分析，经过对实验数据的多次分析，得出最佳的成型工艺条件。
(四)实验结果验证
根据优化的因素水平组合，再次采用数值模拟，并且对结果进行计算，得到总翘曲量与Z方向的翘曲量S/N比值分别为9.34db和16.19db，这个结果数据比原来的各个正交实验的结果要高，从这个数据对比中，我们可以看出优优化工艺参数不仅仅可以节约时间，而且还能够降低人力的消耗，是一种非常有效的方法。
三、结语
在传统的生产工艺当中，注射模具主要靠模具设计人员的经验来完成，这不仅对工作人员的工作经验有着极高的要求，而且出错的概率也非常高，这种生产方式不仅仅使产品质量无法得到提升，而且严重制约了新产品的开发，而计算机辅助工程技术出现之后，突破了以往生产技术的限制，不仅仅提高了模具的质量，而且降低了模具的生产成本，对于厂商来说是一件一举多得的好方法，文章中主要介绍了利用CAE软件模型对汽车空调上壳的浇注系统和工艺参数进行优化，从而研究CAE在实际加工生产中所起到的作用，对于CAE技术在实际生产过程当中的应用具有一定的参考意义。
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