近几年来,随着科学技术的迅猛发展,以塑料工业为代表的基础工业也发展迅速。塑件向着薄壁化、轻量化的方向快速迈进,为了满足塑件强度和刚度需求,以玻璃纤维为代表的复合材料薄壁件走进了日常生活中。翘曲变形是薄壁件质量控制中的一大难点,材料的选择、塑件和模具结构、注塑工艺等是薄壁件翘曲变形的主要因素。其中注塑工艺和塑件结构等对薄壁塑件翘曲影响很大,本文主要通过创建护风圈模型,结合正交试验等优化方法对生产工艺和塑件结构进行优化。本文采用CAE数值模拟技术,以风扇护风圈为例,借助Moldflow软件对护风圈模型的有效性进行验证。在仿真模型的基础上,通过单因素变动实验研究各个工艺参数对翘曲变形的影响趋势,以翘曲变形最小为目标,初步优化注塑工艺,并通过Moldflow软件模拟验证单因素变动实验优化下的工艺参数组合。确定因素水平后,根据相应的正交表安排5因素3水平的正交实验,并对Moldflow软件的模拟结果进行极差和方差分析,结果显示正交试验的优化结果优于单因素变动实验,各工艺参数对翘曲影响的关系为保压时间>保压压力>熔体温度>模具温度>注射时间,最优工艺组合为模具温度40℃、熔体温度300℃、注射时间1.2 s、保压压力100 MPa、保压时间10 s。在最优工艺参数条件不变的情况下,改变玻璃纤维含量,通过模拟分析,研究塑件在15%玻纤填充、25%玻纤填充、35%玻纤填充、45%玻纤填充下翘曲变形情况,结果显示玻纤含量为25%时,塑件的翘曲变形量最小。在工艺优化的基础上,基于正交试验进行结构优化,优化方式主要通过布置加强筋和改变塑件壁厚,合理安排试验,结构优化结果为:塑件壁厚2 mm,在塑件内部的四角各添加3条加强筋,加强筋的两条直角边分别为16.6 mm和8.3 mm,厚度为4 mm,两条加强筋之间的间距为4 mm。工艺与结构优化的结果显示,采用正交试验与数值模拟相结合的方式对降低塑件的翘曲效果明显,本文的研究方法对玻璃纤维增强薄壁件的实际生产具有一定的指导意义。