汽车钢质嵌件注塑成型结构设计优化
文章编号：１００１-４９３４（２０１４）０６-００４９-０５
汽车钢质嵌件注塑成型ＣＡＥ结构设计优化
肖国华１，程方启１，杨 安２，张 适３，李继强４
（１．浙江工商职业技术学院 机电学院，浙江 宁波 ３１５０１２；
２．杭州职业技术学院 友嘉机电学院，浙江 杭州 ３１００１８１；
３．华中科技大学 材料科学与工程学院，湖北 武汉 ４３００７４；
４．浙江省零件轧制成形技术研究重点实验室，浙江 宁波 ３１５０１２）
摘 要：为解决某汽车安全卡扣带钢制嵌件注塑产品的充填不足缺陷问题，通过模流分析了解到，钢制嵌件结构的某些区域，在一定的注塑工艺方案内对模内料流形成阻流作用。通过在嵌件上接近难充填的末端处开设导流孔从而减少充填阻力的方法，对嵌件进行结构改进和工艺成型优化设计，有效降地降低了该产品的包胶成型工艺难度，解决了注塑缺陷问题，并且还提高了钢制嵌件的冲压件材料利用系数，塑件的外观成型质量亦得到明显改善。
关键词：钢质嵌件；结构优化；注塑成型；模流分析
中图分类号：ＴＰ３９１．７文献标识码：Ｂ
ＳｔｒｕｃｔｕｒｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｂｙｕｓｉｎｇＣＡＥｆｏｒｔｈｅａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｉｎｊｅｃｔｉｏｎｐａｒｔｗｉｔｈｓｔｅｅｌｉｎｓｅｒｔ
ＸＩＡＯＧｕｏ-ｈｕａ，ＣＨＥＮＧＦａｎｇ-ｑｉ，ＹＡＮＧＡｎ，ＺＨＡＮＧＳｈｉ，ＬＩＪｉ-ｑｉａｎｇ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：In order to solve the fillin g defect p roblem of an automobile safet y buckle p art with a steel insert，the material flow in the mould was anal y zed．The results showed that some re g ions of the steel insert would hinder the material flow in the mould cavit y．In this p a p er，a deflector hole was added to the steel insert near the hard-fillin g zone to decrease the material flow resistance．Accordin g to the im p rovement of the insert structure and o p ti-mization of the moldin g p rocess，the difficult y of the coatin g in j ection p rocess was reduced and the fillin g p roblem was solved．The material utilization of the steel insert and the
a pp earance of the in j ection p art were also im p roved．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：steel insert；structure o p timization；in j ection moldin g；Moldflow anal y sis
收稿日期：２０１４-０７-３０
基金项目：浙江省零件轧制成形技术研究重点实验室开发基金（ＺＫＬ-ＰＲ-２００３０８）；浙江省科技厅高技能人才培养和技术创新活动计划项目（２０１３Ｒ３００６８）；宁波市自然科学基金项目（２０１３Ａ６１００４２）；浙江省高职高专院校专业带头人专业领军项目（ｌｊ２０１３０６８）。
作者简介：肖国华（１９７９－），男，讲师。
０ 引言
在实际生产中，影响金属嵌件成型有以下几个问题：（１）收缩不一致，导致金属—塑料结合部位易松散；（２）在安装嵌件注塑过程中，嵌件易变形和移位；（３）注塑时，由于嵌件结构的影响，可能会影响料流的充填性能，主要表现为充填不足；（４）制品时效开裂［１-２］。
汽车连接座产品为典型的金属—塑料注塑成型制品，金属材质为ＳＵＳ４３０，塑料材质为ＰＯＭ。为了保证制件顺利成型，做了以下准备工作：（１）尖角易开裂部位圆角化处理，不管是一级面还是三级面，有尖角就要把尖角倒成圆角，开裂处三级面地方的花面抛成光面；（２）金属嵌件在进行冲压加工时，针对材料厚度差异、翘曲等情况，事先确定这些值的范围，对模具构造进行设计以及配套选择的设计；（３）结合模流分析软件，分析模具的浇口位置及方式、充填性能、嵌件的成型周期等，提前解决问题或者提出对策；（４）结合模流分析软件，对该制品所用的ＰＯＭ材料注塑成型条件进行预分析。
在应用Ｍｏｌｄｆｌｏｗ２０１３软件对该制件进行注塑充填工艺分析过程中，发现原始钢质嵌件结构在模具结构能接受的浇口位置条件下，钢质嵌件的结构不能满足注塑成型工艺要求，结构需要改善。
１ 产品结构
１．１ 产品模型及成型分析
汽车连接座产品由两部分结合而成：钢质
ＳＵＳ４３０不锈钢基体冲压件；ＰＯＭ塑胶包覆件。塑胶产品外形尺寸为：８７．５ｍｍ×４７．０ｍｍ×
２７．４ｍｍ，冲压件外形尺寸为：８３．０ｍｍ×１４１．０ｍｍ×２４．３ｍｍ。ＳＰＩ （光洁度等级）：内外观面Ｂ-１。冲压件壁厚１．５ｍｍ；塑件选用的材料为ＰＯＭ塑料，ＰＯＭ材料牌号为Ｄｕｐｏｎｔ１００ＰＮＣ０１０，塑件壁厚不均，厚度为１．８～５ｍｍ不等，平均壁厚３．２ｍｍ，投影面积Ａ＝４２．３ｃｍ２。模具采用针阀式热流道两板模方式，模具钢材为防腐蚀性钢材，模具型腔为一模二腔。成型要求应不超过本厂注塑机生产能力。根据该产品结构与材料注塑性能及以往实践经验来看，充填不饱满可能为最大成型质量问题，其次是充填后壁厚不均导致的收缩不均、界面接触松散等问题［３-６］。所以，模流分析要解决的问题是：（１）充填不平衡、充填不足和表观质量缺陷；（２）出件后制件翘曲歪斜导致的尺寸不稳定；（３）时效后开裂性。结合现有模具条件和工艺条件来看，可以从以下３个方面加以解决：（１）借助ＣＡＥ模流分析，优化确定合理的浇口位置及适合形状尺寸；（２）结合冲压件的结构特点，合理导流和填充模腔；（３）设计出合理的保压等注塑工艺参数，并进行冷却系统的设计，减小收缩不均以及由此产生的翘曲变形。
１．２ 产品有限元模型
该制件有限元分析网格为复合式组合网格，对于嵌件制品的模流分析，使用３Ｄ网格较为适宜。有限元网格构建过程为：将冲压件３Ｄ模型和塑料件３Ｄ模型通过ＵＧ８．０软件，转化为Ｈｙｐｅｒｍｅｓｈ１０．０能接受的Ｐａｒａｓｏｌｉｄｘ＿ｔ格式，（或者导入Ｍｏｌｄｆｌｏｗ２０１３ＣＡＤＤｏｃｔｏｒ），去除小圆角及不必要的小特征后，划分好网格，以ｕｄｍ格式导入ＡｕｔｏｄｅｓｋＭｏｌｄｆｌｏｗＰｌａｓｔｉｃｓＩｎ-ｓｉｇｈｔ（ＭＰＩ）软件中，进行网格修补后，转化为３Ｄ网格；使用ＡｕｔｏｄｅｓｋＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＭｏｌｄｆｌｏｗＳｙｎｅｒｇｙ２０１３的相关命令将冲压嵌件的３Ｄ模型加入到塑料产品的３Ｄ模型中，并设计好浇注系统及冷却系统。网格雅克比ＡｖｅｒａｇｅＡｓｐｅｃｔＲａｔｉｏ＝１．８９，ＭａｘＡｓｐｅｃｔＲａｔｉｏ＝６，ＭｉｎＡｓｐｅｃｔＲａｔｉｏ＝１．１６，ＭａｔｃｈＲａｔｉｏ＝８３．７％，能满足该制件中各分析方案的网格要求［１-５］。
１．３ 产品材料
根据客户指定材料要求，采用ＰＯＭ料，该材料为管材级ＰＯＭ塑胶材料Ｄｕ＿ｐｏｎｔ１００Ｐ＿ＮＣ０１０，具有高刚性及优良的弹性恢复性能，再加上良好的耐疲劳性和耐蠕变性，作为弹簧材料被广泛应用。
图１ 产品３Ｄ模型
１．４ 模具结构
一般情况下，模具的设计应结合生产设备现状加以考虑，考虑生产要求，模具结构有２种方案可选。方案１：一模四腔，针阀式热流道，模具外形尺寸为：７００ｍｍ×６００ｍｍ两板模。采用此方案存在的问题是：（１）模具结构采用２＋２结构，模具左右方向超宽，难以放入成型机台；（２）四型腔全自动生产（自动抓取产品、自动放入冲压件），所需机械手固定板明显超重（固定板外形尺寸预估为：５００ｍｍ×２５０ｍｍ×１５ｍｍ），已经超出机械手驱动力；（３）型腔数过多，在机械手固定安放冲压件过程中，动作精度无法确保，生产过程中存有较大异常停机，无法确保生产效率。方案２：一模二腔，针阀式热流道，模具外形尺寸为：４００ｍｍ×６００ｍｍ两板模。采用此方案的优点是：（１）模具结构采用二型腔结构，模具外围尺寸符合成型机台；（２）二型腔全自动生产（自动抓取产品、自动放入冲压件），所需机械手固定板（固定板外形尺寸预估为：２００ｍｍ×２５０ｍｍ×１０ｍｍ）符合机械手驱动力；（３）型腔数适当，在机械手动作精度较易调控，确保生产效率。最终确认的模具结构和浇注系统如图２所示。图２中，热流道直径为３２ｍｍ，主流道尺寸为：４ｍｍ×６ｍｍ
。
图２ 模具结构及浇注系统
２ 充填分析
结合本产品的结构特点及模流分析对应标
准，初始充填分析要求能做到以下４点：（１）填
充末端应尽可能平衡，时间差应在１０％以内，末
端压差ｐ
ｃ＜１０ＭＰａ；（２）无短射区域；（３）流动波
前温差Ｔｃ＜１０，波前压差控制在０～１０ＭＰａ，
前后模温差应低于２０；（４）模腔内压力以低
于４０ＭＰａ为宜［４-５］。对比分析，工艺方案为冷
却＋充填＋保压＋翘曲。为了降低成本，若选
用冷流道设计可有３种方法：（１）两点式产品长
度方向设置浇口三板模模具；（２）两点浇口式宽
度方向设置浇口；（３）为三点式点浇口方式。但
冷流道３种方案中均体现为一共同特征，即产品在充填末端难充填饱满，由于冲压件结构影响，流动末端存在短射，短射主要集中在所包覆的冲压件长度两端凸耳折弯片区，以及壁厚达５ｍｍ凸台，增加浇口难以解决问题，如图３所示
。
图３ 冷流道方案浇注缺陷
３ 热流道模具嵌件结构优化
针对该产品冲压件长度两端凸耳折弯片区及壁厚５ｍｍ区域充填不足的问题，采用热流道模具后优化方案如下：方案Ａ，采用单点浇口；方案Ｂ，浇口正下方处冲压件开设一导流孔；方案Ｃ，在方案Ｂ的基础上，冲压件凸耳折弯片亦增设工艺导流孔。如图４所示
。
图４ 热流道优化方案
３．１ 折弯区问题的改善
通过分析发现，方案Ａ在相对于冷流道模具，能在一定程度上能解决冷流道模具充填不足的问题，壁厚５ｍｍ区域的短射问题获得较大的改善，但冲压件长度两端凸耳折弯片区是略有改善；方案Ｂ在浇口位置正下方冲压件上开设导流孔，壁厚５ｍｍ区域及冲压件长度两端凸耳折弯片区都能获得较大的改善，但随之而来的新问题是：两端凸耳折弯片在导流改善而带来的压力冲击下，折弯片变形较大，已超出工艺所能接受的程度［７-９］。考虑到方案Ｂ给凸耳折弯片带来的压力冲击，可以考虑开设泄流孔分流，以降低凸耳折弯片所承受的正面冲击力。方案Ｃ正是基于此考虑，在凸耳折弯片上每个折弯片各开设一个方孔以导流，经软件模拟后，发现凸耳折弯片上的冲击变形已获得很大改善，结合模流分析翘曲结果来看，方案Ｃ能解决该制件所出现实际生产工艺问题。３种方案的变形对比如图５所示，从图５中可以看出，方案Ａ、方案Ｂ在不同程度上均有露铁现象（充填不到位），而方案Ｃ开设导流孔后，料流能有效包覆弯片整个区域。在图５中，方案Ａ、方案Ｂ中箭头所指区域特点为：冲压件在充填过程中受充填冲击冲压件变弯曲；方案Ｃ箭头所指区域特点为：冲压件在充填过程中通过设置降压导流孔，冲压件的弯曲得到了有效的减少。
３．２ 成型工艺对比分析
经热流道注塑成型工艺调整后，方案Ａ、方案Ｂ、方案Ｃ模流分析结果对比如下。
（１）充填时间。方案Ａ、方案Ｂ、方案Ｃ充填时间分别为１．０６２ｓ、１．０６４ｓ、１．０６８ｓ。
（２）速度／压力切换时的压力。方案Ａ、方案Ｂ、方案Ｃ最大压力分别为５４．１２ＭＰａ、３７．１ＭＰａ、３４．２８ＭＰａ。
（３）流动前沿温度。方案Ａ、方案Ｂ、方案Ｃ流动前沿温度温差分别为１１．４、１０、９。
（４）填充末端压力。方案Ａ、方案Ｂ、方案Ｃ填充末端压力分别为４３．３ＭＰａ、２９．６８ＭＰａ、２７．４２ＭＰａ。
（５）剪切速率。方案Ａ、方案Ｂ、方案Ｃ充填过程中同一过程３１．０３ｓ时间段内，剪切速率变化最大值分别为３７４６３ｓ－１、２７１００ｓ－１、１１０６７ｓ－１。
（６）翘曲结果。方案Ａ、方案Ｂ、方案Ｃ综合因素翘曲量在两处部位的对比结果为：冲压件模内固定工艺孔周边分别为２．０３７ｍｍ、
１．８２４ｍｍ、１．８４１ｍｍ；凸耳折弯片末端分别为１．３５６ｍｍ、１．２０９ｍｍ、１．２１０ｍｍ。
从以上对比分析来看，就压力和温度结果而言，方案Ｂ、方案Ｃ相对于方案Ａ来说有了非常大的改善，其能保证本制品成型的工艺性更好；方案Ｃ相对于方案Ａ、Ｂ来说，模腔内压力进一步降低、前沿温差缩小明显增强了模具工艺可控性空间［１０］；剪切速率的相对大幅度降低，更加保证了产品质量的可靠性，如图６所示。从翘曲的结果来看，方案Ｂ、方案Ｃ翘曲变形接近，但相对于方案Ａ来说，在模内固定工艺孔周边有１０％的降低，凸耳折弯片末端处亦有１０％程度的降低，且方案Ｂ、方案Ｃ翘曲量更接近工艺能接受的（１±０．１２）ｍｍ。以上分析说明，对冲压件上浇口处和凸耳折弯片开设导流孔的结构改进，能有效改善成型工艺，同时能极大地提高制件的最终成型质量［１１-１２］
。
图５
问题区域方案对比
图６ 不同部位的综合因素翘曲量对比
４ 结论
本文借助ＡｕｔｏｄｅｓｋＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＭｏｌｄｆｌｏｗＳｙｎｅｒｇｙ２０１３及其他ＣＡＤ、ＦＥＭ有限元分析软件的结合应用分析，完成了对汽车连接座钢质嵌件结构改进优化，并指导了实际模具设计和生产，显著降低了模具生产成本和提高了生产效率，问题的解决重点体现在以下４个方面：（１）注塑成型生产带嵌件的复合制件时，冷流道模具由于流道过长所带来的一系列注塑成型问题，可借助于热流道模具来解决；
（２）带嵌件类制件注塑成型充填不足，较大的影响因素是嵌件制件的结构限制性，即嵌件在某种程度上对指定浇口料流流动方向上有阻流作用，较好的方法是实施导流；
（３）结合了实际注塑生产经验，并对其进行模拟优化，获得了较为合理的、能满足实际注塑生产的工艺参数；
（４）利用该分析结论，成功地指导了实际生产。
（下转第６０页）
４ 结论
应用ＭＡＳＴＥＲＣＡＭ９．１软件合理规划油底壳凹模加工方案，选择合适的加工刀具和切削参数，进行油底壳凹模的数控编程与仿真加工，实现了油底壳拉延凹模的高效数控加工，提升了生产效率和模具的制造精度，为油底壳质量提升打下坚实基础。
参考文献：
［１］王恒．汽车覆盖件拉伸模的设计现状及发展方向［Ｊ］．
电加工与模具，２００１（４）：３０-３２．
［２］黄庆宝．板料成形及模具数值模拟分析［Ｄ］．哈尔滨：哈尔滨理工大学，２００７．
［３］于汇泳．汽车覆盖件成形过程有限元数值模拟技术研究及应用［Ｄ］．乌鲁木齐：新疆大学，２００６．
［４］王昶．轿车车身覆盖件冲压成形关键技术的应用研究［Ｄ］．重庆：重庆大学，２００６．
［５］谭保中．汽车覆盖件冲压成形数值模拟技术研究及应用［Ｄ］．长春：吉林大学，２００８．
［６］于汇泳．汽车覆盖件成形过程有限元数值模拟技术研究及应用［Ｄ］．乌鲁木齐：新疆大学，２００６．
［７］张渤涛．复杂形状汽车覆盖件成形过程数值仿真模式的研究［Ｄ］．济南：山东大学，
檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮
２００５．
（上接第４０页）
艺中的重点缺陷问题，压延筋的工艺分析优化了模具工艺结构，同时材料片的修改工艺与支架零件拉深成形工艺复合在一副模具中，既解决了成形工艺问题，又没有增加成形工序数与生产成本。模拟分析与仿真试模推进了模具产业由经验设计向科学设计转化，也成为提高产品质量和生产效率的重要途径。
参考文献：
［１］成虹，江秉华．基于ＣＡＥ的某加强件冲压成形工艺分
析与方案的确定［Ｊ］．机械设计与制造，２００７（１０）：１３０-１３２．
［２］沈启彧，卫原平，王玉国，等．金属板料成形的一步有限元模拟方法［Ｊ］．上海交通大学学报，２０００（１０）：１４０２-１４０５．
［３］林通，张侃，胡仁喜．ＡｕｔｏＦｏｒｍ４．０钣金冲压成形分析从入门到精通［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００９．［４］徐国艳，高峰，杜发荣，等．翼子板拉延成形的一步法有限元分析［Ｊ］．塑性工程学报，２００５（２）：８４-８８．［５］赵玉静，吴建军．板料冲压成形一步正向有限元分析［Ｊ］．塑性工程学报，２０１０（６）：
檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮
６２-６５．
（上接第５３页）
参考文献：
［１］余磊，刘斌，陈静波，等．影响多型腔注射模不平衡充填因素的模拟研究［Ｊ］．塑料，２０１１，４０（１）：１０９-１１３．［２］陈静波，张国辉，申长雨．自然平衡流道结构对多型腔模具非平衡充填的影响［Ｊ］．工程塑料应用，２００８，３６（１０）：６９-７２．
［３］王刚，单岩．ＭｏｌｄＦｌｏｗ模具分析技术基础［Ｍ］．北京：清华大学出版社，２００４．
［４］涂恒强．汽车后灯壳翘曲分析与模具反变形技术研究［Ｊ］．中国塑料，２０１２，（１２）：８１-８６．
［５］陈丽君．一模两腔不对称薄壁注塑件的工艺参数的Ｔａｇｕｃｈｉ方法优化［Ｊ］．塑料工业，２０１２，４０（１１）：５０-５３．［６］石波．注塑成型过程中制品质量的控制研究现状分析［Ｊ］．塑料工业，２０１２，４０（１０）：９-１３．
［７］金鹏，张文建．Ｍｏｌｄｆｌｏｗ在解决注塑件收缩翘曲中的应用［Ｊ］．塑料工业，２０１２，４０（９）：５７-５９．
［８］杨大伟，温彤．注塑件脱模后翘曲变形数值分析［Ｊ］．塑料工业，２０１２，４０（９）：６４-６６．
［９］邱庆军，蒋炳炎，陈磊．薄壁塑件注射压缩成型热残余应力仿真研究［Ｊ］．塑料工业，２０１２，４０（７）：３５-３９．［１０］丁清国．基于ＣＡＥ和ＤＯＥ的注塑成型工艺多目标优化研究［Ｊ］．塑料工业，２０１２，４０（７）：５４-５８．
［１１］吴晓莲．基于Ｍｏｌｄｆｌｏｗ的手机下壳成型工艺分析［Ｊ］．塑料工业，２０１２，４０（６）：５０-５２．
［１２］张锐．芳香族聚酰胺材料在笔记本电脑外壳上的应用［Ｊ］．塑料工业，２０１２，４０（Ｂ０５）：６９-７２．
超声波塑料件的结构设计
精心整理 .1塑料件的结构 塑料件必须有一定的刚性及足够的壁厚，太薄的壁厚有一定的危险性，超声波焊接时是需要加压的，一般气压为2-6kgf/cm2。所以塑料件必须保证在加压情况下基本不变形。 1.2罐状或箱形塑料等，在其接触焊头的表面会引起共振而形成一些集中的能量聚集点，从而产生烧伤、穿孔的情况（如图1所示），在设计时可以罐状顶部做如下考虑 ○1加厚塑料件 ○2 ○3 1.3尖角 加R 1.4 ○1 ○2 1.5塑料件孔和间隙 如被焊头接触的零件有孔或其它开口，则在超声波传递过程中会产生干扰和衰减（如图4所示），根据材料类型（尤其是半晶体材料）和孔大小，在开口的下端会直接出现少量焊接或完全熔不到的情况，因此要尽量预以避免。 1.6塑料件中薄而弯曲的传递结构
被焊头接触的塑件的形状中，如果有薄而弯曲的结构，而且需要用来传达室递超声波能量的时候，特别对于半晶体材料，超声波震动很难传递到加工面（如图5所示），对这种设计应尽量避免。 1.7 1.8 对称设计。 在焊头表面有损伤纹，或其形状与塑料件配合有少许差异的情况下，焊接时，会在塑料件表面留下伤痕。避免方法是：在焊头与塑料件表面之间垫薄膜（例如PE膜等）。 焊接线的设计 焊接线是超声波直接作用熔化的部分，其基本的两种设计方式：
○1能量导向 ○2剪切设计 2.1能量导向 能量导向是一种典型的在将被子焊接的一个面注塑出突超三角形柱，能量导向的基本功能是：集中能量，使其快速软化和熔化接触面。能量导向允许快速焊接，同时获得最大的力度，在这种导向中，其材料大部分流向接触面，能量导向是非晶态材料中最常用的方法。 能量导向柱的大小和位置取决于如下几点： ○1材料 ○2 ○3 图70.25mm。 能量导向经常采用（例如手机电池等），如图8所示。 2.2能量导向设计中对位方式的设计
塑料产品结构设计-----第五章 加强筋
第五章加强筋(含凸台、角撑) 基本设计守则 加强筋在塑胶部件上是不可或缺的功能部份。加强筋有效地如『工』字型，增加产品的刚性和强度而无需大幅增加产品切面面积，但没有如『工』字型筋，倒扣结构将难於成型，对一些经常受到压力、扭力、弯曲的塑胶产品尤其适用。此外，加强筋更可充当内部流道，有助模腔充填，对帮助塑料流入部件的支节部份很大的作用。 加强筋一般被放在塑胶产品的非接触面，其伸展方向应跟随产品最大应力和最大偏移量的方向，选择加强筋的位置亦受制於一些生产上的考虑，如模腔充填、缩水及脱模等。加强筋的长度可与产品的长度一致，两端相接产品的外壁，或只占据产品部份的长度，用以局部增加产品某部份的刚性。要是加强筋没有接上产品外壁的话，末端部份亦不应突然终止，应该渐次地将高度减低，直至完结，从而减少出现困气、填充不满及烧焦痕等问题，这些问题经常发生在排气不足或封闭的位置上。 加强筋一般的设计 加强筋最简单的形状是一条长方形的柱体附在产品的表面上，不过为了满足一些生产上或结构上的考虑，加强筋的形状及尺寸须要改变成如以下的图一般。 长方形的加强筋必须改变形状使生产更容易
加强筋的两边必须加上出模角以减低脱模顶出时的摩擦力，底部相接产品的位置必须加上圆角以消除应力过分集中的现象，圆角的设计亦给与流道渐变的形状使模腔充填更为流畅。此外，底部的宽度须较相连外壁的厚度为小，产品厚度与加强筋尺寸的关系图a说明这个要求。图中加强筋尺寸的设计虽然已按合理的比例，但当从加强筋底部与外壁相连的位置作一圆圈R1时，图中可见此部分相对外壁的厚度增加大约50%因此，此部份出现缩水纹的机会相当大。如果将加强筋底部的宽度相对产品厚度减少一半(产品厚度与加强筋尺寸的关系图b)，相对位置厚度的增幅即减至大约20%，缩水纹出现的机会亦大为减少。由此引伸出使用两条或多条矮的加强筋比使用单一条高的加强筋较为优胜，但当使用多条加强筋时，加强筋之间的距离必须较相接外壁的厚度大。加强筋的形状一般是细而长，加强筋一般的设计图说明设计加强筋的基本原则。留意过厚的加强筋设计容易产生缩水纹、空穴、变形挠曲及夹水纹等问题，亦会加长生产周期，增加生产成本。 产品厚度与加强筋尺寸的关系 为避免缩水，筋的根部为0.6T，筋的高度为2 T (最大不过3T), 底部圆角为R=0.125T, 拔模斜度为0.5°~1.5°, 筋的方向最好和GATE同向. 筋间的距离尽可能在壁厚两倍以上. L<3T
汽车内外饰(塑料)产品结构设计的一般原则及精度
汽车内外饰（塑料）产品结 构设计的一般原则及精度 一形状和结构的简化 制品的形状和结构的复杂显然增加了模具结构的复杂性，加大了模具制造的难度，最终将影响产品性能的不稳定性和经济成本。而从工艺角度考虑，形状和结构设计得越简单，熔体充模也就越容易，质量就越有保证。 理想的产品简洁化设计应当是：①有利于成型加工；②有利于降低成本，节约原材料；③有利于体现简洁、美观的审美价值；④符合绿色设计的原则。 以下是简化设计的一些建议和提示。 （1） 结构简单，形状对称，避免不规则的几何图形； （2） 避免制件侧孔 和侧壁内表面的凹凸 形状设计，制件侧壁孔 洞和侧壁内表面的凹 凸形状对某些成型工 艺来说是困难的，需要 在制品成型后进行二 次加工。
例如对于注塑件 来说，模具结构 上就要采用比较 复杂的脱模机构 才能对制件进行 脱模。通常，侧向孔要用侧向的分型和 抽芯机构来实现，这无疑会使模具结构 变得复杂。为了避免在模具结构设计上 增加复杂性，可以对这类制品进行设计 上的改进，图5-16所示是避免侧向抽芯 的设计。 （3） 尺寸设计要考虑成型的可能性， 不同的成型工艺对制件的尺寸设计，包 括尺寸大小，尺寸变化会有一定的限制。 二、壁厚均一的设计原则 在确定壁厚尺寸时，壁厚均一是一 个重要原则。该原则主要是从工艺角度以及由工艺导致的质量方面的问题而提出来的。均匀的壁厚可使制件在成型过程中，熔体流动性均衡，冷却均衡。壁薄部位在冷却收缩上的差异，会产生一定的收缩应力，内应力会导致制件在短期之内或经过一个较长时期之后发生翘曲变形。图5-17是由壁厚不均匀造成制件翘曲变形的一个例子，图5-18是在不均
塑料件结构设计详解-精
塑料件结构设计
通用塑胶零件设计 1、术语和定语 1.1 缩水、缩痕 制品表面产生凹陷的现象,由塑胶体积收缩产生，常见于局部内厚区域，如加强肋或 柱位与面交接区域。 1.2 缩孔 制品局部肉厚处在冷却过程中由于体积收缩所产生的真空泡，叫缩孔。 1.3 气泡 塑胶熔体含有空气、水份及挥发性气体时，在注塑成型过程空气、水份及挥发性气体 进入制品内部而残留的空洞叫气泡。 1.4 缺胶、不饱模 塑胶熔体未完全充满型腔。 1.5 毛边、批锋 塑胶熔体流入分模面或镶件配合面将发生锁模力足够，但在主浇道与分 流道会合处产 生薄膜状多余胶料为 1.6 烧焦 一般所谓的烧焦，包括制品表面因塑胶降解导致的变色及制品的填充末端焦黑的现象； 烧焦是指滞留型腔内的空气在塑料熔体填充时未能迅速排出（困气），被压缩而显著升 温，将材料烧焦。
通用塑胶零件设计 1.7 熔接痕、夹水纹 模具采用多浇口进浇方案时，胶料流动前锋相互汇合；孔位和障碍物区域，胶料流动前锋也会被一分为二；壁厚不均匀的情况也会导致熔接痕。 1.8 喷痕、蛇纹 高速通过浇口的塑胶熔体直接进入型腔，然后接触型腔表面而固化，接着被随后的塑 胶熔体推挤，从而残留蛇行痕迹。侧浇口，塑胶经过浇口后无滞料区域或滞料区域不 充足时，容易产生喷痕。 1.9 银丝、银条 制品表面或表面附近，沿塑料流动方向呈现的银白色条纹。 银丝的产生一般是塑胶中的水分或挥发物或附着模具表面的水分等气化所致，注塑机 螺杆卷入空气有时也会产生银条。 1.10破裂、龟裂 制品表面裂痕严重而明显者为破裂，制品表面呈毛发状裂纹，制品尖锐角处常呈现此 现象谓之龟裂，也常称为应力龟裂。 1.11表面光泽不良 制品表面失去材料本来的光泽，形成乳白色层膜、模糊状态等皆可称为表面光泽不 良。
塑料件设计技巧
注塑件设计要点 利用注塑工艺生产产品时，由于塑料在模腔中的不均匀冷却和不均匀收缩以及产品结构设计的不合理，容易引起产品的各种缺陷： 缩印、熔接痕、气孔、变形、拉毛、顶伤、飞边。 为得到高质量的注塑产品，我们必须在设计产品时充分考虑其结构工艺性，下面结合注塑产品的主要结构特点分析避免注塑缺陷的方法。 2.1 开模方向和分型线 每个注塑产品在开始设计时首先要确定其开模方向和分型线，以保证尽可能减少抽芯机构和消除分型线对外观的影响。 2.1.1 开模方向确定后，产品的加强筋、卡扣、凸起等结构尽可能设计成与开模方向一致，以避免抽芯减少拼缝线，延长模具寿命。 2.1.2 例如：保险杠的开模方向一般为车身坐标χ方向，如果开模方向设计成与χ轴不一致，则必须在产品图中注明其夹角。 2.1.3 开模方向确定后，可选择适当的分型线，以改善外观及性能。 2．2 脱模斜度 2.2.1 适当的脱模斜度可避免产品拉毛。光滑表面的脱模斜度应大于0.5度，细皮纹表面大于1度，粗皮纹表面大于1.5度。 2.2.2 适当的脱模斜度可避免产品顶伤。 2.2.3 深腔结构产品设计时外表面斜度要求小于内表面斜度，以保证注塑时模具型芯不偏位，得到均匀的产品壁厚，并保证产品开口部位的材料密度强度。 2.3 产品壁厚 2.3.1 各种塑料均有一定的壁厚范围，一般0.5～4mm，当壁厚超过4mm时，将引起冷却时间过长，产生缩印等问题，应考虑改变产品结构。 2.3.2 壁厚不均会引起表面缩印。 2.3.3 壁厚不均会引起气孔和熔接痕。 2.4 加强筋 2.4.1 加强筋的合理应用，可增加产品刚性，减少变形。 2.4.2 加强筋的厚度必须小于产品壁厚的1/3，否则引起表面缩印。 2.4.3 加强筋的单面斜度应大于1.5°，以避免顶伤。 2.5圆角 2.5.1 圆角太小可能引起产品应力集中，导致产品开裂。 2.5.2 圆角太小可能引起模具型腔应力集中，导致型腔开裂。 2.5.3 设置合理的圆角，还可以改善模具的加工工艺，如型腔可直接用R刀铣加工，而避免低效率的电加工。 2.5.4 不同的圆角可能会引起分型线的移动，应结合实际情况选择不同的圆角或清角。
关于电饭煲注塑件的结构设计的分析
关于电饭煲注塑件的结构设计的分析 摘要：塑料与钢铁、水泥、木材并称为四大工程材料。随着科学技术的进步， 塑料的运用变得越来越广泛。与金属相比，塑料具有耐腐蚀、电绝缘、重量轻和 成本低等优点；且塑料材质丰富、形状多变，使其具有很理想设计特性，既避免 金属件必要的价格不低的二次加工和表面处理，又减少了成型对设计的限制，扩 大了设计自由（注塑件可以将几个零件功能集合到某一个零件中）。电饭煲产品中，为了成型方便、降低成本，除了发热盘、内锅、外锅、加强板等需要耐高温 或刚性强的零件使用金属材料，大部分的机体零件使用各种塑料材料进行设计。 由于塑料的机械性能随温度等因素影响很大，如高温使塑料的刚度和强度会降低，低温使塑料变脆；不同温度下，塑料的收缩量也不同；同时因为模具结构也有限制，不合理的设计会致一些试模及装配阶段才会发现的隐形问题，加大研发成本 及耽误项目进度。基于此，本文从选材、常规设计、模具的工艺性、变形等不同 方面介绍电饭煲的注塑件的结构设计。 关键词：结构设计；电饭煲；注塑件 1、电饭煲的概述 电饭煲又称作电锅、电饭锅。是利用电能转变为内能的炊具，使用方便，清洁卫生，还 具有对食品进行蒸、煮、炖、煨等多种操作功能。常见的电饭锅分为保温自动式、定时保温 式以及新型的微电脑控制式三类。如下图所示。 2、电饭煲注塑件的结构设计的要点 2.1材料选择 作为一个产品设计师，尤其设计结构部分，选择合理的材料是一项非常关键的工作，是 成功设计一款产品、每个零件的前提条件。通常来说，不是材料不好，而是各种材料有不同 的特定性能，需要设计师根据零件的使用环境、性能要求选择合适的材料。塑料的种类繁多，性能各异，而且还添加有各种增强剂、色母等填料；同时各种材料的性能数据都是在特定条 件下的测试数据，与实际工作情况下有一定差别，这些都影响着材料种类的选择。虽然材料 选择具有复杂性，但是在选材时也是有简单规律可参考。对于注塑件，通常首先考虑零件的 工作条件，比如载荷、耐温等条件，以缩小选材范围，同时配合零件的成型工艺、外观方面 要求、装配方式等要求，比如透明性、运动部件的耐磨性等确定材料选定。电饭煲为加热产品，有运动部件，同时也有食品安全要求，作为小家电，对外观配合也要求美观精良。有经 验的结构设计师通常参考成熟产品、根据以往经验或者考虑供应商的推荐来选择合适的材料。电饭煲产品常用的几种塑料为PP、ABS、POM。例如，面盖、底座、内盖、支撑环等零件因 为要求耐温，一般都选择食品级的PP料；装饰板、电镀件通常都选择ABS；开盖按钮推块等 运动部件则都选择POM；一些需要特别耐高温的部件则选择尼龙或者PET材料；一些特殊要 求的部件比如电路板支架需要选择具有阻燃性能的塑料。 2.2壁厚合理设计 合理设计壁厚对一个注塑件来说是非常关键的，注塑件的壁厚数值一般为2～3mm。一 般壁厚过薄则强度和刚度弱，同时成型困难；壁厚过厚则容易缩水、成型时间长、浪费成本，对于壁厚偏厚的地方要掏胶等做防缩水工艺性设计。同时制品壁厚的设计应该均匀、圆滑过渡，若不均匀容易出现翘曲变形或者缩水等不良外观问题。电饭煲产品中，通过经验总结， 底座、支撑环、内盖等对刚度和强度要求高的部件一般设计壁厚为2.5或者2.8mm厚，面盖 等部件一般设计2.2mm厚，个别透明件或者无载荷的零件设计壁厚低于2mm。 2.3加强筋设计 在注塑件设计中，为了增加零件的刚度和强度，通常设计加强筋来满足要求，这样既减 少塑料用量又减轻重量，在结构上也能防止注塑件翘曲变形，成型时辅助塑料流动。加强筋 的设计通常要注意三个要点：第一是厚度，厚度过薄起不到加强作用也难以填充，厚度过厚
塑料件结构设计基本原则
塑料件结构设计基本原则
可怜的机械狗之塑料件结构设计基本原则（一） 一，产品结构设计前言 正式进入话题之前，咱先抱怨两句，机械工程的待遇可真不咋地，奉劝想要进入机械行业的童鞋们三思后行。待遇低，工作环境差就算了，可美女咋也凤毛麟角呢！都说机械好就业，工作稳定，可那初始工资真是没得说，就说自己刚毕业时，每月2000块，去厂房里做装配工，铁块在手里滚来滚去，整天脏兮兮的，还累的跟狗一样。可相比较其他呢，那些学计算机的，学财务，学管理的，那待遇真是没法比，想我当时就是因为看这个专业名字好听，就跳坑里了。虽然这个说，可梦想仍在，咱还是要向着那里走着，一点一点地走。 进入正题，在玩具，消费类电子产品，大小家电，汽车等相关行业中，都离不开产品的结构设计，各种有形的产品，配件等都必须先确定其外形，所以是产品结构设计是产品研发阶段的核心之一。就拿消费类电子产品来说，结构，硬件，软件是产品研发的三个主要工作团体，而硬件与结构又是结合最紧密的。 一般公司要研发一款产品，首先是市场部签
发开发指令，经过部门评审后，研发部开始进行结构外观建模，然后再进行建模评审，评审通过后，才开始内部的结构设计，然后才是做手板，开模，试模，试产，量产等。而其中的内部结构设计就是产品结构设计师最主要的工作内容。在我国，工业外观设计跟结构设计是分开的，就是说决定产品初步外观的并不是机构工程师，而是工业设计师，他们会依照市场调差和基本的性能需要去绘制产品的外观，这个当然需要一定绘画艺术和审美能力。可怜大多说人都怀疑作为理工科的结构工程师欠缺这些细胞，可事实好像也是这样。最近接手国外的一个充电器产品，是他们已经做好了3D图，要我们来开模生产，可是拿到手后根本开不了膜，不符合开模要求，当然做个样品可以用3D打印做出来，可想要大批量的还是要靠传统模具。这体现了结构工程师的作用了，尽可能保证产品用料，外观，性能，工艺，装配的最佳化，就是在各个环节省钱省时省力，想想就够累的啊！ 二，塑料件料厚 我们接触的很多产品是塑料件，其大部分塑料件都是通过塑胶模具注塑成型，而料厚是塑料
汽车塑料外饰件的设计文档
汽车塑料外饰件的设计 二．汽车外饰件简介 汽车外饰件主要指前后保险杠、轮口、进气格栅、散热器面罩、防擦条等通过螺栓和卡扣或双面胶连接在车身上的部件。在车身外部主要起装饰保护作用，及开启等功能。汽车外饰件在车身上主要位置及大致形状见图一。 1．前保险杠，后保险杠，散热器面罩，前后轮口，侧饰条，防擦条，后视镜，进气格栅，背门饰板，车门外开手柄，扰流板，行李箱手柄 三．汽车塑料外饰件设计标准 由于汽车的特殊功能，外饰件设计必须坚持标准化，系列化，通用化的“三化”设计原则，同时满足合理性，先进性，维修方便性，可靠性，经济性，制造工艺性“六性”要求。 3.1产品“三化”设计 根据设计车型将要投放国家地区的不同，设计过程中必须全面贯彻执行当地的法规标准。在造型设计之初产品设计师须学习了解相关法规标准并以此为依据进行设计。这主要包括前保险杠上牌照安装孔间距尺寸规定，是否需欲留雾灯安装孔，外部突出物表面圆角及开口尺寸等相关要求。 另外有关散热器面罩迎风面积是否满足发动机，空调制冷要求，需在设计发布前得到相关部门认可。 充分考虑系列化产品的发展，零件安装固定尽量采用统一的螺栓螺母及卡扣等连接件，或通用其他车型的固定件，提高零件通用化程度，保证维修安装的方便性。 3.2材料的确定 3.2.1材料种类确定 塑料的种类繁多，目前汽车上广泛采用的主要是一些TPO，PP，ABS，PA6/PA66。根据汽车外饰件不同的功能，使用工况，大致如下： 汽车外饰件材料一览表
3.2.2材料标准确定 同一类材料执行不同材料标准，其试验项目，成品性能，模具设计均有差异。根据产品将要投放国家地区的不同，汽车材料工程师可确定材料具体执行的标准，或请原材料供应商提供相关资料。 现代轿车外饰件一般多为注塑喷漆或皮纹件，喷漆件为保证与车身颜色及漆面质量的一致，在选材时必须考虑喷涂系统。例如北美车身油漆多采用高温烘烤系统，外饰件选材时相应亦须选择可高温烘烤的原料。皮纹件选材时须特别考虑原料的颜色及耐候性能是否满足设计要求。
(完整版)汽车研发注塑件工艺流程及参数解析
汽车研发注塑件工艺流程及参数解析! 塑料化是当今国际汽车制造业的一大发展趋势，尤其内外饰上大部分件都是塑料件。内饰塑料件大致有仪表盘配件、座椅配件、地板配件、顶板配件、方向盘配件、车门内饰件、后视镜以及各种卡扣和固定件；外观塑料件有前后车灯、进气格栅、挡泥板、倒车镜。今天和大家一起聊聊注塑件的工艺流程及相关重要参数。 一 定义 注塑成型工艺是指将熔融的原料通过填充、保压、冷却、脱模等操作制作一定形状的半成品件的工艺过程。
二 工艺流程 注塑工艺流程图如下： 1填充阶段 填充是整个注塑循环过程中的第一步，时间从模具闭合开始注塑算起，到模具型腔填充到大约95%为止。理论上，填充时间越短，成型效率越高。但是在实际生产中，成型时间（或注塑速度）要受到很多条件的制约。填充又可分为高速填充和低速填充。 1）高速填充 高速填充时剪切率较高，塑料由于剪切变稀的作用而存在粘度下降的情形，使整体流动阻力降低；局部的粘滞加热影响也会使固化层厚度变薄。因此在流动控制阶段，填充行
为往往取决于待填充的体积大小。即在流动控制阶段，由于高速填充，熔体的剪切变稀效果往往很大，而薄壁的冷却作用并不明显，于是速率的效用占了上风。 2）低速填充 热传导控制低速填充时，剪切率较低，局部粘度较高，流动阻力较大。由于热塑料补充速率较慢，流动较为缓慢，使热传导效应较为明显，热量迅速为冷模壁带走。加上较少量的粘滞加热现象，固化层厚度较厚，又进一步增加壁部较薄处的流动阻力。 2保压阶段 保压阶段的作用是持续施加压力，压实熔体，增加塑料密度（增密），以补偿塑料的收缩行为。在保压过程中，由于模腔中已经填满塑料，背压较高。在保压压实过程中，注塑机螺杆仅能慢慢地向前作微小移动，塑料的流动速度也较为缓慢，这时的流动称作保压流动。
圆筒件注塑成型工艺及模具设计(一模两件)
课程设计说明书 题目：圆筒件注塑成型工艺及模具设计
目录 第 1 章工艺分析 1.1 塑件成型工艺性分析 1.1.1 塑件结构的工艺性分析 1.1.2 成型材料性能分析 1.2 模具结构形式的确定 第 2 章注射机的选择 2.1 注射量的计算 2.2 塑件和流道凝料及所需锁模力的计算 2.3 选择注射机 第 3 章注射模具结构设计 3.1 模架的确定 3.2 各板尺寸的确定 3.3 浇注系统设计 3.3.1 主流道设计 3.3.1.1主流道尺寸 3.3.1.2 定位圈的选取 3.3.1.3主流道衬套形式 3.3.2 分流道设计 3.3.2.1分流道布置形式 3.3.2.2分流道长度 3.3.2.3分流道及浇口的尺寸设计 3.4 成型零件设计 3.4.1分型面位置的确定 3.4.2成型零件工作尺寸计算 3.4.2.1型腔径向尺寸 3.4.2.2型腔深度尺寸 3.4.2.3型芯径向尺寸
3.4.2.4型芯高度尺寸 3.4.2.5型腔壁厚计算 3.5 导向与定位机构设计 3.5.1机构的功用 3.5.2导向机构的设计 3.5.2.1导柱 3.5.2.2导套 3.6 推出机构设计 3.6.1脱模推出机构的设计原则 3.6.2塑件的推出方式 3.6.3塑件的推出机构 3.7 排气系统设计 3.8 冷料穴设计 3.9 冷却系统设计 第 4 章注射机的校核 4.1 安装参数的校核 4.1.1 模具外形尺寸校核 4.1.2 喷嘴尺寸及定位圈尺寸校核 第 1 章工艺分析
1.1塑件成型工艺性分析 1.1.1塑件的结构工艺性分析 1. 如图1.1所示，该塑件为一小尺寸圆筒件，形状简单；壁厚t=1.5mm，壁厚内径比（t/d）为1/60小于 1/10，该塑件为薄壁塑件，并且各处壁厚均匀。塑件为旋转体结构，结构相对 简单，而且塑件质量相对较小。该塑件表面粗糙度全部为Ra0.8mm，材料为聚氯乙烯，该 种塑料流动性中等。通过查阅资料该种塑料制件未注公差时应选用MT5级精度。 2. 该模具是圆筒形零件的注射模具。该塑件无侧凹、侧孔等，不需设计侧抽芯装置，相应模 具结构简单。从零件图看，制件比较简单，没有苛刻的精度要求和尺寸公差要求，因此对模 具的要求也较低。从生产批量考虑，本模具采用一模两腔的结构，模架和模板尺寸均根据标准选取。其中模架从标准中选取A2型模架。由于塑件比较简单，所以模具采用一次分型， 不设有二次分型与侧向分型机构。推出系统采用推杆推出，并设有复位杆复位。为了加快模 具的冷却，使模具冷却均匀，本模具设有4个冷却管道，均开在定模部分。排气利用分型面 和配合处的间隙排气。为了减少成本，本模具90%的零件选用标准件。 图1.1塑件图 1.1.2成形材料性能分析
汽车设计中常用塑料材料及其合理选择方法
汽车设计中常用塑料材料及其合理选择方法 一、高分子材料的主要特征介绍 热塑性塑料 热塑性塑料是指在特定的温度范围内，能反复加热软化和冷却硬化的材料。高聚物由长分子链组成。热塑性高聚物的分子链有线型的或支链的结构。用相对平均分子质量来表征和测定高聚物分子链的长度。分子量越大，固态高聚物的力学强度越好，黏流态高聚物的黏度更高。 聚合物的聚集态结构 表2-2是一些碳链聚合物和杂链聚合物的结构 聚合物内分子链与分子链之间的聚集状态，即聚集态结构，也是聚合物的主要结构参
数。按照分子间的排列状况，可以将固态聚合物的聚集态分为结晶态、无定形态（即非结晶态），结晶态是指线型的和支链型的大分子，能够在三维方向上规则整齐的排列形成晶体结构。具有结晶结构的，或者能形成结晶结构的聚合物称为结晶性聚合物。 与此相反，分子链排列呈无序状态，则定义为无定形态。凡是在任何条件下都不能结晶的称为无定形聚合物。在晶体形成过程中，可能有一部分大分子或大分子链段没有机会结晶，成为聚合物中的无定形部分。结晶部分在聚合物中所占的比例称为结晶度。即便在同一品种的聚合物也因有结构上的差异而影响结晶度。例如低密度聚乙烯，由于其具有较多的支链，使链的规整性收到破坏，因而结晶度低于线型的高密度聚乙烯。 结晶度和无定形态是两 种不同的聚集状态，因此，导 致性能上的较大差异也是必 然的。 由于分子链在较高温度 下有自由卷曲的倾向，当对其 施加外历时，分子链便会伸 展。许许多多伸展的链沿力的 作用方向进行有序的排列，就 形成了取向态，将已经形成取 向态的聚合物降低温度，使其 冻结，取向结构便会保留于制 品中。 取向态和结晶态都以高 分子的排列有序为特征，所不 同的是，结晶态是三维有序， 并且是在合适的外界条件下 自发生成的；而取向态只是一 维或二维有序。如果作用力来 自于一个方向，则分子链单向 取向。 塑料的物态 聚合物在不同的温度条 件下可处于三种物理状态，即 玻璃态、高弹态和黏流态。大 部分塑料以温室下的玻璃态为特征。所谓玻璃态是指塑料在这一状态下呈刚性，质硬如玻璃受外历时变形很小而且是可逆的。塑料在这一状态下作为刚性材料使用，是合乎逻辑的。
JT1-9902-2013汽车外饰塑料零件通用技术条件
汽车外饰塑料零件通用技术条件 JT1-9902-2013 共 4 页 重庆长安汽车股份有限公司 2013年3月12日
汽车外饰塑料零件通用技术条件 JT1-9902-2013 编制 赖 礼 汇 校核 陈 雷 审定 王 晓 批准 曹 渡 更改记录 规范编号制定/修订者制定/修订日期批准日期 JT1-9902-2013 赖礼汇2013-3-11 曹渡2013-3-12
JT1-9902-2013 汽车外饰塑料零件通用技术条件 1 范围 本技术条件规定了前格栅、前罩装饰件、扰流板、防擦条、侧围护板、轮罩衬板、保险杠、三角窗外盖板、后牌照灯盖、发动机装饰罩盖等等外饰塑料零件的基本性能要求及试验方法。 本技术条件适用于长安汽车股份有限公司所开发的所有轿车车型。 2 规范性引用文件 SAE J2527 汽车外饰材料加速老化实验标准：可控辐照度氙弧灯 SJ-NW-15 塑料件涂装要求规范 SJ-NW-16 塑料镀铬件性能要求规范 SJ-NW-57 汽车塑料内饰件耐刮擦实验方法及结果判定 SJ-NW-101 汽车塑料内饰件耐刮擦实验方法(划格法) 3 要求 3.1 除非另外规定，否则应符合本技术条件的要求，并按经规定程序批准的图样与技术文件制造。喷漆零件除了满足本技术条件外，还应满足SJ-NW-15的要求。电镀零件除了满足本技术条件外，还应满足SJ-NW-16的要求。 3.2 外观要求： 所有零件外观应与经确认后的样品一致。 1）产品外观面不允许有裂纹、变形、银纹、波纹、烧焦、飞边、毛刺、气泡、浇口痕迹、顶杆印痕、熔接痕和收缩痕等不可接受表面缺陷。 2）喷涂或镀铬的产品，表面涂层或镀层均匀一致、色泽均匀，外观表面不允许有目视可见的麻点、起泡、漏镀、变色、脱落及其他不可接受缺陷。 3）产品A面上的分模线应小于0.1mm；非主视外观面分模线的痕迹小于0.2mm。 且必须经过长安公司技术部门的认可。 4）零件表面的颜色和花纹应与经规定程序批准的色板或样品一致。皮纹要清晰、色泽均匀，皮纹类型、纹理方向、纹理深度以及皮纹范围应与长安公司所要求的一致，由于因脱模方向引起的非主要表面皮纹深度变化要均匀，不
塑料件结构设计要点说明
产品开发的结构设计原则： a、结构设计要合理：装配间隙合理，所有插入式的结构均应预留间隙；保证有足够的强度和刚度(安规测试)，并适当设计合理的安全系数。 b、塑件的结构设计应综合考虑模具的可制造性，尽量简化模具的制造。 c、塑件的结构要考虑其可塑性，即零件注塑生产效率要高，尽量降低注塑的报废率。 d、考虑便于装配生产(尤其和装配不能冲突)。 e、塑件的结构尽可能采用标准、成熟的结构，所谓模块化设计。 f、能通用/公用的，尽量使用已有的零件，不新开模具。 g、兼顾成本 大略的汇总下结构中常见的问题注意点，期抛砖引玉，共同提高。 1、关于塑料零件的脱模斜度： 一般来说，对模塑产品的任何一个侧面，都需有一定量的脱模斜度，以便产品从模具中顺利脱出。脱模斜度的大小一般以0.5度至1度间居多。具体选择脱模斜度注意以下几点： a、塑件表面是光面的，尺寸精度要求高的，收缩率小的，应选用较小的脱模斜度，如0.5°。 b、较高、较大的尺寸，根据实际计算取较小的脱模斜度，比如双筒洗衣机大桶的筋板，计算后取0.15°~0.2°。 c、塑件的收缩率大的，应选用较大的斜度值。 d、塑件壁厚较厚时，会使成型收缩增大，脱模斜度应采用较大的数值。 e、透明件脱模斜度应加大，以免引起划伤。一般情况下，PS料脱模斜度应不少于2.5°~3°，ABS及PC料脱模斜度应不小于1.5°~2°。 f、带皮纹、喷砂等外观处理的塑件侧壁应根据具体情况取2°~5°的脱模斜度，视具体的皮纹深度而定。皮纹深度越深，脱模斜度应越大。 g、结构设计成对插时，插穿面斜度一般为1°~3°（见后面的图示意）。 2、关于塑件的壁厚确定以及壁厚处理： 合理的确定塑件的壁厚是很重要的。塑件的壁厚首先决定于塑件的使用要求：包括零件的强度、质量成本、电气性能、尺寸稳定性以及装配等各项要求，一般壁厚都有经验值，参考类似即可确定(如熨斗一般壁厚2mm，吸尘器大体为2.5mm)，其中注意点如下： a、塑件壁厚应尽量均匀，避免太薄、太厚及壁厚突变，若塑件要求必须有壁厚变化，应采用渐变或圆弧过渡，否则会因引起收缩不均匀使塑件变形、影响塑件强度、影响注塑时流动性等成型工艺问题。 b、塑件壁厚一般在1—5mm范围内。而最常用的数值为2—3mm。 c、常用塑料塑件的最小壁厚及常用壁厚推荐值：(mm)
浅谈汽车塑料件的结构设计原则
浅谈汽车塑料件的结构设计原则 摘要现阶段，我国汽车产业发展迅速，塑料制品更为广泛的被应用于汽车的外形设计及内饰，塑料件的类型及结构趋于多元化。塑料在汽车领域的应用已渗透至汽车的整体性能，减少了汽车的自重量与燃料耗费。 关键词汽车；塑料件；结构设计；原则 前言 随着汽车工业向轻量化方向的发展，塑料在汽车上的用量日益增加，利用塑料质量轻、性能好、尺寸稳定、吸振、设计自由度大等特点，现代汽车用塑料结构件取得了长足的发展，并且是今后的重点发展方向之一，本文主要介绍了在实际的汽车塑料件产品开发中，塑料件常见结构设计原则。 1 汽车塑料化趋势 在同等大小的汽车零配件中，塑料产品比钢材在质量上普遍可减轻30%～40%，具有相当明显的轻量化优势。除此外，塑料材料还有设计空间大、制造成本低、功能广泛等优势。因此，在技术不断取得突破下，汽车塑料产品应用逐渐增多。从外装饰件到内装饰件，从功能件到结构件，甚至出现了全塑车身，塑料产品在汽车的覆盖范围越来越广，汽车塑料件行业迈向高速发展。与此同时，塑料制品在汽车中的用量，逐漸成为衡量一国汽车工业发展水平的标志之一。全球范围来看，德国、日本在汽车中使用的塑料制品量大幅领先其他国家。据统计，德国每辆汽车平均使用塑料制品近300kg，日本每辆汽车平均使用塑料为100kg。相比较而言，我国每辆汽车使用塑料制品最多的也仅有70kg，未来还有很大提升空间。从数据可以看出，即便汽车工业发达的德国，塑料制品的使用量仍较为有限。归咎其因，在于汽车塑化推广存在很大障碍。一方面，高强度及高性价比的材料供给存在难题。相比金属，塑料疲劳期更短，在高温或接触汽油时老化现象严重，同时在传力部位的应用强度不够。另外，在技术限制下，汽车塑料产品成本居高不下。另一方面，汽车塑化还面临着生产改造成本、回收等问题。换言之，在利益最大化考量下，汽车厂商对汽车塑料件认可度并不高。在技术不断突破、材料品质和工艺持续提升下，汽车塑料件存在的问题将逐步得以解决，并通过政府、车企、零部件供应商、材料生产商等多方努力，迈向大规模推广应用阶段，未来发展前景可期[1]。 2 汽车塑料件壁厚设计原则 合理的确定塑件的壁厚是很重要的。塑件的壁厚首先决定于塑件的使用要求：包括零件的强度、质量成本、电气性能、尺寸稳定性以及装配等各项要求，一般壁厚都有经验值，参考类似即可确定（如熨斗一般壁厚2mm，吸尘器大体为2.5mm），其中注意点如下：
车外饰塑料零部件的耐温性试验2011.8.18
车外饰塑料零部件的耐温性试验 引言 近年来，随着汽车轻量化的呼声越来越高，塑料制品在汽车中的用量持续增长。目前，北美汽车中塑料的用量为平均每车118 kg左右，约占整车质量的10%，预计2010年将达到136 kg。如图1所示，是美国汽车使用的塑料品种比例分布，从图上可以看出，美国汽车工业应用较多的塑料有PU、PP、PVC、ABS、PA和PE等，主要用来制造前后保险杠、空调进气隔栅、底部导流板、前后灯、后视镜护罩、车轮护罩和车身饰条等，据了解，世界每年在汽车领域的聚丙烯消费量约在45万t左右，95%的欧洲汽车的前后保险杠是以聚丙烯为原材料制造的。这些塑料零部件除了满足汽车轻量、舒适、美观外的要求外，还必须满足汽车性能试验的要求。 耐温性能是评判塑料零部件质量与功能的重要指标之一，也是汽车零部件试验必检项目之一，特别是在一些环境比较恶劣、温度变化范围大、光照强烈的地区，如北美、北欧、热带赤道附近等，塑料零部件一旦失效，会对车辆的性能造成很大影响，所以车辆的耐温特性就更显重要。 本文讨论汽车塑料外饰件的耐温性能试验，其试验项目一般包括4种:耐寒性试验，耐热性试验，高低温循环试验，老化试验，介绍了这4种测试的机理、方法和性能要求，以期为后续的试验研究提供参考。 [快车下载]图1.gif： 1温度对塑料件的影响机理 温度影响材料性能主要是因为温度影响了材料的化学反应速率和光化学反应速度。材料在太阳光照射下，温度对日光的射线效应就会显现，化学反应总是随着温度的升高而加速。材料的温度每升高10℃，化学反应的速度就会翻倍。热化学反应会在较高温度下发生，而在低温下这种反应则很慢或不会发生。 塑料的耐热性表示在温度升高时材料抵抗自身物理或化学变化引起的变形，软化，尺寸改变，强度下降的能力。由于塑料材料大部分属于高分子材料，其耐热温度不高，不同材料的软化温度不同，而且塑料
汽车塑胶零部件教学教材
汽车塑胶零部件 汽车配件加工（auto spare parts）是构成汽车配件加工整体的各单元及服务于汽车配件加工的产品。 随着汽车配件加工市场竞争的日趋激烈，环保理念的深入人心，以及技术的不断升级和应用，国际汽车配件加工零部件行业近年来呈现出如下发展特征： ①汽车配件加工系统配套、模块化供应趋势方兴未艾 ②汽车配件加工采购全球化
③汽车配件加工产业转移速度加快 第一是外资零部件企业加快进入中国。 随着中国汽车产业向纵深发展，众多国外零部件企业加快投资中国步伐，如世界著名零部件系统供应商德国博世底盘系统第二工厂落户成都。 第二是新能源汽车零部件将成投资热点。
中国已经将新能源汽车列入战略性新兴产业，在此形势下，全国各地建立新能源汽车及关键零部件产业基地的动作已经全面展开，未来国内新能源汽车及关键零部件领域的投资将 会不断加大。 第三是兼并重组、海外并购将逐步加快。 整车市场愈演愈烈的价格战也正在蚕食着零部件行业的利润率，整车厂降低成本、保证利润的要求越来越苛刻。而中国汽车零部件行业产值规模虽大却没有发挥规模效应，所以汽车零部件行业的整合重组势在必行。可以预见，中国的汽车零部件行业将在今后几年进入加速整合阶段，一方面通过国内企业之间横向和纵向整合可以实现规模效应;另一方面通过海外并购以实现生产、市场等资源在全球范围的优化配置并获得先进技术及管理经验。 第四是集群化发展将拉动区域经济快速增长。
汽车零部件产业在全国形成了东北、华中、京津、长三角、西南、珠三角六大汽车零部件产业集群。产业集群化，使分工更精细、更专业化、更容易实现规模化，使信息更集中、更快捷，技科伟精密塑胶（深圳）有限公司是专业生产制造精密塑胶配件，模具开发及制造的企业，主要是帮客户生产代加工任何相关的塑胶配件，包括塑胶齿轮（手机保护套，手机塑胶外壳，手机塑胶零件，化妆品塑胶外壳，喷头和内部塑胶零件，移动电源，充电宝，相机，打印机，复印机，小型化油器，电话座机外壳，电动牙刷，小型电风扇，汽车及任何电子电器和玩具的内部塑胶零件）所有产品有需要用到小型精密塑胶零件配件加工及生产的客户我们都可以帮助客户进行模具设计，开发，制造，再进行注塑加工成零配件，我们亦欢迎客户提供已经做好的塑胶模具给我们注塑加工，以实干求精的精神，经过近14年的发展，公司目前具备了相当的规模，拥有一批日本最新精密FANUC（发那科），JSW（日钢）（日精）电动注塑机，STAR机械手和KAWATA(川田）、NECL(日水）除湿干燥机，日本三丰牌二次元显微镜、检测仪器。并取得ISO9001/2000质量管理体系认证，已经与国内外（如国内VR AR手机厂、欧洲厂商日本厂商）多家厂商建立合作伙伴公司的品质方针。术创新节奏更快、物流更容易组织，经济效益明显提高。 联系我们：科伟精密塑胶(深圳)有限公司 地址：深圳市龙岗区横岗街道大康社区山子下路2号东海科技园7号 官网：https://www.360docs.net/doc/4e10474083.html,
塑料件通用设计规范
塑料件通用设计规范 （发布日期：2011-05-7） 1范围 本规范适用于空调器产品中使用的塑料件，其他产品可参考使用。 2相关标准 2.1塑料材料标准 见企业标准05原材料 2.2塑料件公差标准 QJ/T 10628-1995 塑料制件尺寸公差 3常用塑料件的材料特性及选用 3.1常用塑料件的材料名称及主要特性 a)ABS：为丙烯腈（A）、丁二烯（B）和苯乙烯（S）共聚物，具有良好的综合机械性能，易于成型， 使用温度-40℃～100℃，广泛用作外观件和一般结构件。有耐候ABS、阻燃ABS、增强ABS、抗静电ABS，ABS/PC合金等； b)HIPS：改性聚苯乙烯，目前已部分取代ABS材料，对放射线的抵抗力在所有塑料中最强，使用温度 -30℃～80℃，HIPS表面硬度、冲击强度、弯曲强度较ABS有轻微的降低，脆性易裂，设计时应特别注意防止开裂。有阻燃HIPS、增强HIPS、高光HIPS； c)PP：聚丙烯，机械性能好，特别是刚性及延展率好，耐高温，可在120℃下长期使用，耐磨性稍差， 收缩率大，易产生缩孔、凹痕、变形等缺陷，注塑件尺寸精度难保证。有改性PP、耐候PP，PP+波纤； d)PC：聚碳酸酯，综合性能良好，透光率高，耐高温，可在130℃下长期使用，但耐疲劳强度低， 容易开裂，常用作透明件或装饰件。有阻燃PC、增强PC； e)PA：聚酰胺（尼龙），机械性能优良，是一种自润滑材料，长期使用温度不超过80℃，注塑件尺寸 精度难保证，易产生缩孔、凹痕、变形等缺陷，常用作传动件和耐磨件如轴承、齿轮、凸轮、滑轮、衬套、铰链等。 f)POM：聚甲醛，机械性能优异，长期使用温度为100℃，注塑件尺寸稳定性较好，可制造较精密的 零件，能替代钢、铜、铝、铸铁等金属材料制件。 3.2材料选用： a)外观件：选用机械性能良好、尺寸稳定性及外观质量好的塑料，有ABS、HIPS； b)内部一般结构件：选用机械性能良好、尺寸稳定性的塑料，有ABS、PS、PP； c)透光及装饰件：要求塑料具有较高的透光度及透明度，有ABS、PC、PVC、AS； d)耐磨擦件：选用机械性能优良的塑料，有POM、PA； e)电控电器结构件：要求阻燃，并具有一定的强度，有阻燃ABS、阻燃PP；
汽车零部件包装材料和汽车塑料件产品项目计划书
目录 第一章概述 第二章项目承办单位 第三章项目背景及必要性第四章项目市场分析 第五章建设内容 第六章项目选址 第七章土建工程分析 第八章工艺可行性分析 第九章环境保护、清洁生产第十章职业保护 第十一章风险应对评估 第十二章项目节能评价 第十三章项目实施安排 第十四章项目投资方案分析第十五章项目盈利能力分析第十六章综合评估 第十七章项目招投标方案
第一章概述 一、项目概况 （一）项目名称 汽车零部件包装材料和汽车塑料件产品项目 （二）项目选址 某经济新区 对周围环境不应产生污染或对周围环境污染不超过国家有关法律和现 行标准的允许范围，不会引起当地居民的不满，不会造成不良的社会影响。节约土地资源，充分利用空闲地、非耕地或荒地，尽可能不占良田或少占 耕地；应充分利用天然地形，选择土地综合利用率高、征地费用少的场址。对各种设施用地进行统筹安排，提高土地综合利用效率，同时，采用先进 的工艺技术和设备，达到“节约能源、节约土地资源”的目的。 （三）项目用地规模 项目总用地面积42087.70平方米（折合约63.10亩）。 （四）项目用地控制指标 该工程规划建筑系数51.23%，建筑容积率1.47，建设区域绿化覆盖率7.57%，固定资产投资强度198.77万元/亩。 （五）土建工程指标
项目净用地面积42087.70平方米，建筑物基底占地面积21561.53平 方米，总建筑面积61868.92平方米，其中：规划建设主体工程43432.60 平方米，项目规划绿化面积4680.93平方米。 （六）设备选型方案 项目计划购置设备共计127台（套），设备购置费3759.14万元。 （七）节能分析 1、项目年用电量1255884.21千瓦时，折合154.35吨标准煤。 2、项目年总用水量24202.09立方米，折合2.07吨标准煤。 3、“汽车零部件包装材料和汽车塑料件产品项目投资建设项目”，年 用电量1255884.21千瓦时，年总用水量24202.09立方米，项目年综合总 耗能量（当量值）156.42吨标准煤/年。达产年综合节能量54.96吨标准煤/年，项目总节能率20.78%，能源利用效果良好。 （八）环境保护 项目符合某经济新区发展规划，符合某经济新区产业结构调整规划和 国家的产业发展政策；对产生的各类污染物都采取了切实可行的治理措施，严格控制在国家规定的排放标准内，项目建设不会对区域生态环境产生明 显的影响。 （九）项目总投资及资金构成 项目预计总投资16178.77万元，其中：固定资产投资12542.39万元，占项目总投资的77.52%；流动资金3636.38万元，占项目总投资的22.48%。
注塑件的表面处理及工艺
注塑件的表面处理及工艺 手机目前已成为个人的标准配备,其重要性已超越手表等个人随身携带的物件,因而产品的新技术开发及应用非常快,为满足求新求变的需求,全球厂商均全力投入开发新技术的应用。在此专题将介绍手机塑胶壳的一些表面处理。 手机塑胶壳的表面处理主要有：电镀，喷涂，表面印刷，IMD，IML以及机壳的EMI喷涂或蒸镀。 电镀 1.1水镀 最常见的电镀方式，是一个电化学的过程，利用正负电极，加以电流在镀槽中进行，镀金，镀银，镀镍，镀铬，镀镉等，电镀液污染很大。水镀还要分为电镀和化学镀两种，电镀一般作为装饰性表面， 因为有高亮度，化学镀的表面比较灰暗，一般作为防腐蚀涂层。水镀的工艺主要由前处理和电镀两部分组成。前处理的功能是将原本不导电的塑胶材质变成导电的塑胶材质。 水镀的前处理工艺流程： 塑胶壳→挂钓→整面脱脂（去除表面油污）→水洗→表面粗化→水洗→回收→水洗→中和除去及还原表面铬酸→水洗→敏化吸着PD-SV错化物→水洗→除锡使PD活化→水洗→化学镍→水洗→完成 1.2真空蒸镀 真空蒸镀法是在高真空下为金属加热，使其熔融、蒸发，冷却后在样品表面形成金属薄膜的方法,镀层厚度为0.8-1.2uM.将成形品表面的微小凹凸部分填平，以获得如镜面一样的表面，无任是为了得到反射镜作用而实施真空蒸镀，还是对密接性较低的夺钢进行真空蒸镀时，都必须进行底面涂布处理。 真空蒸镀工艺:蒸镀用金属为Al、金等
表面涂布/硬化处理:由真空蒸镀所产生的金属薄膜相当的薄，为了利用外界的化学、物理等性能，以达到保护蒸镀膜的目的，有时需要实施表面涂布处理(或过量涂布)。表面涂布就是使用人们所说透明的涂料，与底面涂布一样，采用与涂布相同的工艺进行涂布、固化。 1.3溅镀 溅镀原理:主要利用辉光放电(glowdischarge)将氩气(Ar)离子撞击靶材(target)表面,靶材的原子被弹出而堆积在基板表面形成薄膜。溅镀薄膜的性质、均匀度都比蒸镀薄膜来的好,但是镀膜速度却比蒸镀慢很多。新型的溅镀设备几乎都使用强力磁铁将电子成螺旋状运动以加速靶材周围的氩气离子化,造成靶与氩气离子间的撞击机率增加,提高溅镀速率。一般金属镀膜大都采用直流溅镀,而不导电的陶磁材料则使用RF交流溅镀,基本的原理是在真空中利用辉光放电(glowdischarge)将氩气(Ar)离子撞击 靶材(target)表面，电浆中的阳离子会加速冲向作为被溅镀材的负电极表面，这个冲击将使靶材的物质飞出而沉积在基板上形成薄膜。1.4涂镀 利用专门的配置的两种涂液，在金属件需要镀的部分不停“涂刷”，在涂刷区域产生化学反应，堆积出一个涂层，手工操作，用于工件上面的“加料”，以达到尺寸要求，常用于柴油机曲轴，连杆等的处理。有污染。 1.5电镀件结构设计 电镀件在设计中有很多特殊的设计要求可以提出，大致为以下几点： 1）基材最好采用ABS材料，ABS电镀后覆膜的附着力较好，同时价格也较低廉。 2)塑件表面质量一定要非常好，电镀无法掩盖注射的一些缺陷，而且通常会使得这些缺陷更明显。 电镀件做结构设计时要注意的几点： 1)表面凸起最好控制在0.1~0.15mm/cm，尽量没有尖锐的边缘。