【汽车工艺】汽车内外饰常用工艺及新技术展望--北京现代PPT 【技术帖】专家剖析:汽车内外饰注塑模具轻量化先进技术及发展趋势 ↑点击上面标题,即可进入阅读 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。 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。 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是在不均匀壁厚部位设置圆孔,由于收缩不均匀,难以称为正圆。 壁厚过渡形式如图 5-19所示,图中(a)为阶梯式过渡,应尽力避免;(b)为锥形过渡,比较好;(c)是圆弧过渡,应是最好的。 (3)厚壁部位减薄,使厚壁趋于一致,壁厚差异大的制件可通过增设工艺孔、开槽或设置加强筋的方式,使厚壁部位减薄,厚薄趋于一致。图 5-21是通过设计上的改进使塑料件厚薄趋于一致的几个例子。 对制件上有孔洞、切口、拐角等几何不连续部位施加一定的力,在这个部位的断面上将产生远比给予的表观应力大得多的应力,这个现象角应力集中。局部产生的很大应力对于表现应力之比称作应力集中系数。塑料是对缺口和尖角之类比较敏感的材料,在应力作用下,这些部位会逐渐产生微细裂纹,随后逐步扩展到大的裂纹,而裂纹的不断延伸终将导致制件的损坏。因此产品设计中,避免应力集中应是一条基本的准则。 对于可能因外载和自重引起变形、翘曲、蠕变的产品来说,加强产品的刚性是必须考虑到的。有刚性要求的产品,首先从材料方面要有所选择,在材料确认之后,我们可以通过产品的外形和结构设计,使产品的刚性得到加强。 上述的结构理论在容器底部的增强设计中也常有巧妙的运用,如图 5-26。 图 5-27是塑料瓶底部的设计,是比较常见的加强底部刚度的设计方法。其中( b)是球形瓶底附加了一个瓶托,为以前可乐瓶采用的设计,现在很少采用而改用(c)。 (2)加强筋的设计和运用,图 5-30所示的容器沿口部位的设计起到了边缘增强的作用,实质上这种突变的边缘可以看作是加强筋的变异。 用来支撑直立壁的加强筋也被称之为角撑。角撑设计在轴套的侧表面(图
5-32),是提高轴套扭转刚性和弯曲刚性的一种有效方法。 (3)嵌件的加强作用,在制件中设置金属嵌件,可以提高塑料制件局部或整体的强度。这方面的典型例子有汽车方向盘、活动手柄、塑料门窗框、带有金属嵌件的塑料齿轮等。 ①蜂窝夹层结构,如图 5-36所示,汽车喇叭罩后面通常就是这种结构,这种结构刚性的设计效果好,其缺点是工艺上比较复杂,成本和价格较高。 有两种能引起制件变形的情况需要有针对性的预防设计:一是由制件的内应力引起的翘曲变形,二是由热效应引起的热变形。(一)由内应力引起的制件变形,这种变形由制件内的内应力所导致。通常不均匀的内应力分布是翘曲变形的主要原因,而内应力的不均匀分布则可能是加工条件(如温度、压力的不均匀分布,收缩率的各向异性等)、材料组成(结晶型材料的百年形倾向较大)、模具结构(特别是浇口设计)和制品形状共同作用的结果。 前述的避免应力集中以及刚性设计的一些措施,也都有助于防止或者降低制件的变形。 ③图 5-42所示的构件,因壁厚不同,壁厚处的塑料完全固化后,会对先行固化的薄壁部位施以拉力,导致制件出现变形。图 5-43所示的两种措施,可以避免出现这种情况,其中(a)采用均匀壁厚的办法;(b)采用增加筋的高度的办法。 ④框形结构很容易产生变形,图 5-44所示的设计是采用加强筋来防止变形的设计措施。 (2)抗热变形设计,温度对制件的影响与材料的耐热性直接有关。当材料确定之后,在产品设计时,应采取各种有效措施,来减少和避免温度对制品使用性能的影响,延长产品的使用寿命。 1、影响因素 ①材料注塑模塑的塑料在高温高压的熔融状态下充模流动。常见的各种熔体温度为 170-300°C。然后被冷却固化,通常脱模温度在 20-100°C。塑料材料有比金属约大 2-10倍的线膨胀系数。表 5.3列出了常用的注射塑料的成型收缩率。用无机填料填充、用玻璃纤维增强的塑料有较低的成型收缩率。 ②模具对于小尺寸的塑料件,模具的制造误差占塑料公差的 1/3。与模具上运动的零件有关的塑件尺寸,其精度较低。模具上浇注系统和冷却系统设计不当,会使成型塑件的收缩不均匀。脱模系统的作用力不当,会使被顶出塑件变形。这些都会影响塑料件的精度。
2、模塑塑料件尺寸公差 此标准对成型模塑尺寸分成两类: ①不受模具活动部分影响的尺寸 a,如图 5.6所示,它是指在同一动模或定模的零件中成型的尺寸。 ②受模具活动部分影响的尺寸 b,如图 5.7所示,它是指可活动的模具零件共同作用所构成的尺寸。例如壁厚和底厚尺寸;受动模零件、定模零件和滑块共同影响的尺寸。 来源:网络,由汽车材料网编辑整理 |
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