汽车塑料件的翘曲变形问题

汽车塑料件的翘曲变形问题
汽车塑料件的翘曲变形问题

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汽车塑料件的翘曲变形问题

随着紧凑型,微型汽车的增多,其所使用的塑料制品也相应朝着体积轻量化,结构复杂化发展。在此情况下,一些薄壁注塑产品越来越出现在一些车型上。

翘曲变形是汽车薄壳塑料成型中的常见缺陷之一,因为涉及到对翘曲变形量的准确预测,而不同材料、不同形状的注塑件的翘曲变形规律差别很大。翘曲变形问题的存在会影响注塑件的形状精度和表面质量,当翘曲变形量超过允许误差后,就成为成形缺陷,进而影响产品装配。

翘曲变形是指注塑件的形状偏离了模具型腔的形状。由于翘曲变形不仅影响产品装配和使用性能,而且影响产品外观质量。翘曲变形程度已成为评定产品质量的重要指标之一。

引起塑件翘曲变形的机理和要素翘曲主要与塑件结构、模具设计以及成型工艺三方面有关。由于塑料成型时流动方向的收缩率比垂直方向的大,使得制件各向收缩率不同而翘曲。

一模具设计方面

(1)浇口位置不当或数量不足。

浇口的位置和数量不仅影响流动的平衡,还将影响填充结束时的体积收缩。浇口位置分析的目的是要根据零件结构,找到为使流动达到平衡的最佳浇口位置,以尽可能减少制品缺陷,从而获得质量好的产品。

(2)顶出位置不当或制品受力不均匀。

二成型工艺方面

(1)模具、机筒温度太高。

只提高温度会使翘曲变形增大,而同时提高注射速度,则可减小翘曲变形量。

(2)保压压力太高或注射速度太快。

提高注射速度可以使注射时间大大地缩短,但锁模力要有所增加;提高注射速度可以起到减小翘曲变形的作用。但增加注射速度会增加制品成型过程中表面剪切应力。

(3)注射时间太长或冷却时间太短。

三塑件结构方面,塑件的结构是决定其本身翘曲变形程度的关键。

塑件壁厚不均,变化突然或壁厚过小。

厚壁不均的塑件,不同区域温度、压力和流速的不同,会引起收缩率的差异,进而引起塑件的翘曲变形和参与内应力。

汽车塑料件的皮纹

1 汽车塑料件的皮纹 前言 伴随着汽车行业的发展趋势,消费者对汽车内外饰件的精细化和个性化关注程度越来越高。塑料件的皮纹作为影响汽车内外饰风格的最重要因素之一,涉及到美学、触感、以及安全性,并能一定程度地削弱产品外观缺陷,提升内外饰件的品质和价值,显示了其参与市场竞争的重要作用。 1 皮纹的概念要素 皮纹是指生于生物表皮的天然纹路,通常指在人类或其他动物如牛、鹿、鳄鱼等皮肤表面自然的纹路;也可泛指在植物如树木表皮、断面、叶片等表面的纹理;随着现代设计概念的扩展,发展到其他天然或 人工物品表面的纹理,如石材纹路、织物纹路、电火花纹路等。 本文中的“皮纹”,即是指塑料产品表面的纹饰。塑料产品由于材质不同,表面的排列、组织、构造不同,因而产生粗糙、光滑、软硬感,表现为皮纹不同。 1.1 皮纹按风格分包括以下三个方面: 1)特征性,指纹路单元的形状可以用几何形态或象形形态来描述。常见形态如线状、块状、线块结合和荔枝形状等等,如图1皮纹单元的块状结构。纹路单元的形状大小、方 纹 动物皮纹 其他皮纹 植物皮纹

向、排列组合方向和单元组合的疏密程度都对皮纹的宏观风格有重要影响。 2)方向性,有些皮纹的纹线特征有明显的方向性,如图2示,可以看出这种皮纹纹线明显的脉络走向。有些规则单元特征的皮纹就没有方向性,如图3示。汽车用皮革的皮纹没有方向性的较少。 3)层次性,皮革上的花纹基本都是立体皮纹,立体皮纹具有层次性,在微观上表现为皮纹在深度方向上由2~5个不同深度数值的层组成;在宏观上表现为皮革表面的粒面饱满圆润,层次丰富起伏,特征 过渡自然,给人的视觉冲击比 较柔和,可借助50倍数的放 大镜来察看层次。如图1即为 典型的多层次皮纹。 皮纹的块状特征和层次感皮纹的脉络方向Array皮纹的规则单元 1.2皮纹按大小来分可分为以下三种: (1)粗皮纹:是真实世界已有皮纹仿真演化而来,纹路接近真实纹理,比较细腻,有层次感,可以提高整车内饰档次,一般纹理深度在80~150um 之间。粗皮纹一般用作汽车内饰的主皮纹,有很强的整体协调感,需要整车内饰统合设计考虑。 (2)细皮纹:是一种精致细腻的纹路,类似砂石表面的状态,加工工艺也很多,主要有火花纹,喷沙纹等,细皮纹一般是单层次皮纹,纹理深度在0~80um之间。细皮纹可以单独局部装饰也可和多种其他纹路进行搭配。 (3)几何皮纹:是呈现几何规则的纹理,在汽车上主要体现科技、力量、潮流等概念,一般纹理深度在80~150um之间。几何纹有极强的方向性及规则性,大面积使用会大大提高 其加工难度,价格也较高。 1

汽车塑料件产品项目规划方案

汽车塑料件产品项目 规划方案 规划设计/投资方案/产业运营

报告说明— 该汽车塑料件产品项目计划总投资17314.32万元,其中:固定资产投资13916.10万元,占项目总投资的80.37%;流动资金3398.22万元,占项目总投资的19.63%。 达产年营业收入28996.00万元,总成本费用23028.35万元,税金及附加305.65万元,利润总额5967.65万元,利税总额7096.42万元,税后净利润4475.74万元,达产年纳税总额2620.68万元;达产年投资利润率34.47%,投资利税率40.99%,投资回报率25.85%,全部投资回收期5.37年,提供就业职位586个。 汽车轻量化是未来节能减排工作的重中之重,因此在全球汽车制造业中呈现出汽车塑料化的趋势。随着汽车塑料化趋势成型,汽车塑料件的应用推广有望提速,整个行业将迎来高速发展,前景广阔。根据新思界产业研究分析师测算,一辆轿车自重减少10%,燃油消耗量相应降低6%~8%,二氧化碳排放量则可减少5%-6%。所以,在节能减排中,汽车轻量化是无可争议的热门话题。在此背景下,具有密度低特点的塑料材料,成为减轻车体重量的有效途径。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。

第一章项目总论 一、项目概况 (一)项目名称及背景 汽车塑料件产品项目 (二)项目选址 某临港经济开发区 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。undefined (三)项目用地规模 项目总用地面积51719.18平方米(折合约77.54亩)。 (四)项目用地控制指标 该工程规划建筑系数71.37%,建筑容积率1.10,建设区域绿化覆盖率7.02%,固定资产投资强度179.47万元/亩。 (五)土建工程指标

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

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。

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。

汽车设计中常用塑料材料

汽车设计中常用塑料材料 以下我们列举出塑料最突出的几个优点,以此说明将塑料作为工业设计的首选材料应该是一个合乎逻辑的选择。 (1)低密度,塑料的密度一般在0.9~1.4g/cm3,其重量可以比铝材和钢材分别轻20%和50% 以上; (2)透明、耐冲击,许多塑料具有非常好的透明性,透明性好的有机玻璃,透光率可达92%, 而且冲击强度是无机玻璃的250倍。 (3)成型加工性优良,具体表现在:成型方法多;从原料到成品一次完成,形状复杂的部件 也可从原料到成品一次成型,而金属部件,加工出一个形状复杂的部件,可能要经过数十道工序;较大的设计灵活性; (4)材料的可设计行强,可以用于塑料的合成树脂有300多种,经常使用的也有40余种; (5)理想的手感、触感和视觉效果; 1、聚乙烯(PE)它是乙烯聚合的结晶型塑料。熔体的流动性能好。 低密度聚乙烯(LDPE),用高压法生产,结晶度较低为45%-65%,其柔软性、断裂生长率、重击强度和透明性较好。高密度聚乙烯(HDPE),用低压法生产,结晶度高为85%-95%,具有较高的机械强度和使用温度,适宜中空吹塑,注射和挤出各种瓶、盆、桶、片材、管材和异形材。 设计注意: 不耐高浓度氧化性酸和其他强氧化剂,60°以上可溶于某些有机溶剂。 PE塑料上最好不要直接嵌塑金属件。金属周围的塑料会因负载应力过大而断裂脱开。 动植物油、矿物油能使PE溶胀,能引起制品机械受力部位周围的应力龟裂,这就是聚乙烯的环境应力开裂性。 由于非极性、表面能低、印刷及粘结都比较困难。 收缩性较大,且方向性明显,注塑制品易翘曲变形。 2、聚丙烯(PP)它是密度小而耐热性较好的结晶型聚合物。性能 与PE相近,其成型收缩率大,熔体流动性好,有突出的抗疲劳性能。制品力学性能好,具有高的刚性和表面硬度,特别是有非常优异的耐弯曲疲劳性,能经受几十万次的折叠弯曲而不破坏,很适合用于铰链,长期使用温度可达120°C,不受外力时最高可达150°C,低吸水性,突出的耐化学药品性,能耐80°C以下的酸、碱、盐及很多极性有机溶剂。PP的低 T为-20°C左右,在此温度早已脆化。PP制造的壳体温重击强度低,它的玻璃化转变温度 g 等结构件,如经受过0°C以下的冷冻,就要考虑可能会出现的破裂现象。因此需经复合或共混改性方法加以改善。

车身内外装饰汽车塑料件的皮纹

汽车塑料件的皮纹 ■會 ■ 刖吕 伴随着汽车行业的发展趋势,消费者对汽车内外饰件的精细化和个性化关注程度越来越 高。塑料件的皮纹作为影响汽车内外饰风格的最重要因素之一,涉及到美学、触感、以及安 全性,并能一泄程度地削弱产品外观缺陷,提升内外饰件的品质和价值,显示了其参与市场 竞争的重要作用。 1皮纹的概念要素 本文中的“皮纹”,即是指塑料产品表而的纹饰。塑料产品由于材质不同,表而的排列、 组织、构造不同,因而产生粗糙、光滑、软硬感,表现为皮纹不同。 1.1皮纹按风格分包括以下三个方面: 1) 特征性,指纹路单元的形状可以用几何形态或象形形态来描述。常见形态如线状、 块状、线块结合和荔枝形状等等,如图1皮纹单元的块状结构。纹路单元的形状大小、方向、 排列组合方向和单元组合的疏密程度都对皮纹的宏观风格有重要影响。 2) 方向性,有些皮纹的纹线特征有明显的方向性,如图2示,可以看出这种皮纹纹线 明显的脉络疋向。有些规则单元特征的皮纹就没有方向性,如图3示。汽车用皮革的皮纹没 有方向性的较少。 3) 层次性,皮革上的花纹基本都是立体皮纹,立体皮纹具有层次性,在微观上表现为 皮纹在深度方向上由2?5个不同深度数值的层组成:在宏观上表现为皮革表而的粒而饱满圆 润,层次丰富起伏,特征过渡自然,给人的视觉冲击比较柔和,可借助50倍数的放大镜来察 看层次。如图1即为典型的多层次皮纹。 皮纹的块状特征和层次感 皮纹的脉络方向 皮纹的规则单元 皮纹是指生于生物表皮的天然纹路,通常指在人类或其他动物如牛、鹿、鳄鱼等皮肤表 而自然的纹路:也可泛指在植物如树木表皮、断而、叶片等表而的纹理;随着现代设计概念 的扩展. 发展到其他天然或人工物品表而的纹理,如石材纹路、织物纹路、电火花纹路等。 动物皮纹 植物皮纹 其他皮纹

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:

汽车塑料件设计规范

汽车塑料件设计规范 编制:日期: 校对:日期: 审核:日期: 批准:日期: 2015-03-15发布 2015-03-15实施 XX公司发布

一、形状和结构的简化 产品形状结构复杂-磨具结构复杂-增加磨具制造难度-产品性能不稳定性和经济成本。 产品形状结构简单-熔体冲模容易-质量有保证 理想的产品简洁化设计基本原则: (1)有利于成型加工; (2)节约原材料,降低成本; (3)简洁美观。 简化设计的建议和提示: (1)结构简单,形状对称,避免不规则的几何图形。 结构简单容易成型 对称设计 (2)产品侧孔和侧壁内表面的凹凸形状成型困难,需要在产品成型后二次加工,

设计时应避免。 设计改进避免侧向抽芯

(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。 塑料件最通用料厚是2.5mm,大件适当增加,小件减小,强烈建议通过增加翻边及加强筋的方式而不是增加料厚来保证零件强度; PP塑料的壁厚范围是0.6—3.5mm。 壁厚不均匀造成制件翘曲变形 不均匀壁厚部位设置圆孔,由于收缩不均匀,难以成为正圆 壁厚不均匀时常处理办法 (1)厚薄交接处的平稳过渡,当制件厚度不可避免需设计成不一致时,在厚薄交接处应逐渐过渡,避免突变,厚度比例变化在一合适的范围(一般不超过3:1)。壁厚过渡形式 (a)阶梯式过渡,应尽力避免; (b)锥形过渡,比较好; (c)圆弧过渡,应是最好的。

汽车内外饰(塑料件)产品结构设计原则

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。 汽车内外饰(塑料件)产品 结构设计原则

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

匀壁厚部位设置圆孔,由于收缩不均匀,难以称为正圆。 以下是壁后不均匀时常用的三种处置办法: (1)厚薄交接处的平稳过渡,当制件厚度不可避免需设计成不一致时,在厚薄交接处应逐渐过渡,避免突变,厚度比例变化在一合适的范围(一般不超过3:1)。某些成型工艺可以是例外,例如结构发泡注射成型和气辅注射成型。 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。 (2)将尖角改为圆角处理,两个壁厚相同的壁面成直角的连接,破坏了壁厚均一的原则。如图5-20所示,转角处的最大厚度是壁厚的1.4倍,如果将内角处理成圆角而外角仍是直角,则在转角处的最大厚度(W)可增加到壁 厚的1.6-1.7倍。正 确的设计应是内外 角均进行圆角处

汽车塑料件设计规范

汽车塑料件设计规范 编制: 校对: 审核: 批准: 2015-03-15 发布2015-03-15 实施 XX公司发布

一、形状和结构的简化 产品形状结构复杂-磨具结构复杂-增加磨具制造难度-产品性能不稳定性和经济成本。 产品形状结构简单-熔体冲模容易-质量有保证 理想的产品简洁化设计基本原则: (1)有利于成型加工; (2)节约原材料,降低成本; (3)简洁美观。 简化设计的建议和提示: (1)结构简单,形状对称,避免不规则的几何图形。 结构简单容易成型 对称设计 ° |o 77——TT r — J — -- (2)产品侧孔和侧壁内表面的凹凸形状成型困难,需要在产品成型后二次加工,

设计时应避免 设计改进避免侧向抽芯 EZ^ (a) (b) (c)

(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。 塑料件最通用料厚是2.5mm大件适当增加,小件减小,强烈建议通过增加翻边及加强筋的方式而不是增加料厚来保证零件强度;PP塑料的壁厚范围是0.6 — 3.5mm 壁厚不均匀造成制件翘曲变形 不均匀壁厚部位设置圆孔,由于收缩不均匀,难以成为正圆 壁厚不均匀时常处理办法 (1)厚薄交接处的平稳过渡,当制件厚度不可避免需设计成不一致时,在厚薄 交接处应逐渐过渡,避免突变,厚度比例变化在一合适的范围(一般不超过3:1) 壁厚过渡形式 (a)阶梯式过渡,应尽力避免; (b)锥形过渡,比较好; (c )圆弧过渡,应是最好的。

汽车塑料件介绍

塑料及其加工技术在汽车领域的应用和发展
塑料以其优越的性能广泛应用于汽车领域中,用量从20世纪70年 代的约50Kg/辆迅速上升至目前约150Kg/辆,并且仍在持续增长中。 加工简便、便于装配、降低成本 降低零件自重、减轻汽车重量、降低整车油耗 耐腐蚀、长寿命 集成化、节省空间 美观、舒适、造型多样化、手感好 部分材料可回收再利用、节省资源
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Date: 20.07.07

塑料及其加工技术在汽车领域的应用和发展
内饰件 外饰件 功能件 回收再利用
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Date: 20.07.07

内饰件 内饰件:表观、手感、阻燃、散发特性、功能性
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Date: 20.07.07

内饰件 1. 仪表板:硬质、软质
* 硬质:由多个散件分别采用改性PP、PC、ABS、ABS/PC、 GMT等材料分别成型后组合而成 优势:设备投资及零件价格较低 弱势:表观质量难于保证: 皮纹、色泽 易显现融接痕及缩痕 易刮伤
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Date: 20.07.07

内饰件
* 软质:指仪表板的上体覆合表皮,在表皮与骨架间填充PU层
表皮加工种类: 1)真空吸塑:PVC/ABS 特点:拉伸应力不均、厚度不匀、耐老化性差、增塑剂 易析出起雾、散发特性差 2)搪塑:PVC、TPU 特点:手感柔软、色泽/皮纹均一、降噪,但模具及 原料成本高、工艺流程繁琐 A. PVC:原料价格较低、抗老化性差、增塑剂易析出、 低温脆化 B. TPU:可回收、耐老化、抗摩擦、低温弹性好、 散发特性优异;原材料成本较高
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Date: 20.07.07

汽车外饰烫印塑料件设计开发

159 10.16638/https://www.360docs.net/doc/be10825574.html,ki.1671-7988.2019.20.057 汽车外饰烫印塑料件设计开发 柴凯,马玉姣,徐晶才,李瑞生 (华晨汽车工程研究院,辽宁 沈阳 110141) 摘 要:文章简要概述了汽车外饰塑料零部件,一种绿色节能环保的表面处理方式,烫印工艺。文章从烫印的定义、工艺流程、设计注意事项、技术标准等几个方面,进行了论述。能够使产品设计开发人员,对烫印技术有更深的认识。 关键词:汽车外饰件;烫印;设计;环保 中图分类号:U465 文献标识码:A 文章编号:1671-7988(2019)20-159-03 Design and Development of Hot Stamping Plastic Parts for Automobile Exterior Chai Kai, Ma Yujiao, Xu Jingcai, Li Ruisheng ( Brilliance Auto R&D Center, Liaoning Shenyang 110141 ) Abstract: This article briefly outlines a green, energy-saving and environmental protection surface treatment method of the plastic parts for automobile exterior, Hot stamping process. The definition, process, design considerations and technical standards of hot stamping are discussed.Design engineerwill have a deeper understanding. Keywords: Automobile exterior parts; Hot stamping; Design; Environmental protection CLC NO.: U465 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)20-159-03 引言 汽车产业在我国国民经济中占有重要地位。从传统制造到智能研发,汽车产业的转型升级也面临着严峻的挑战。 为加强重金属污染防治,遏制高耗能、高污染、低效率生产,推进电镀行业产业结构调整和转型升级,促进电镀行业可持续健康发展,我国制定了《电镀行业规范条件》。 汽车具备优异性能的同时,良好的外观品质同样重要。满足造型色彩纹理的定义,外饰塑料件电镀、喷漆处理都比较常见。但是,电镀、喷漆零件会具有上述污染问题。 现阶段有了更加绿色节能的选择,烫印技术。本文对烫印的相关技术事项进行了阐述,如下文。 1 烫印的基础知识介绍 1.1 烫印的定义 烫印的实质就是转印,是把烫印箔上面的图案通过热和 压力的作用转移到承印物上面的工艺过程。当烫印头随着所附烫印上模升温到一定程度时,隔着烫印箔与零件进行压印,利用温度与压力的作用,使附在涤纶薄膜上的胶层、金属层和色层转印到零件上。 1.2 烫印的分类 按烫印方式分:平烫(Up-Down )和滚烫(Roll on )。 图1 平烫平的烫印示意图 平烫包含小弧度的曲面、折面和斜面烫,它的基本形式有“平烫平”和“圆烫平“两种;滚烫包含平面烫、圆周烫和非圆面周边烫,它的基本形式又有“平烫圆”和“圆烫圆” 作者简介:柴凯,工程师,就职于华晨汽车工程研究院。

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。 由于在保压阶段,塑料受模壁冷却固化加快,熔体粘度增加也很快,因此模具型腔内的阻力很大。在保压的后期,材料密度持续增大,塑件也逐渐成型,保压阶段要一直持续到浇口固化封口为止,此时保压阶段的模腔压力达到最高值。

基于ABAQUS的汽车座椅塑料件有限元分析

基于ABAQUS的汽车座椅塑料件有限元分析 作者:霍夫汽车设计北京有限公司刘明卓来源:汽车制造业 汽车座椅塑料件的现状与发展 伴随着汽车外形的变化,座椅也发生了很多变化,从开始类似于沙发的汽车座椅发展到现在功能齐全的座椅,这与汽车产业的迅猛发展和科技成果的不断发明、运用是分不开的,这其中又以塑料件的运用最为突出。据2005年欧洲车用材料构成表显示,塑料材料的应用比重约占整车的10%,如图1所示。而在汽车座椅上,所有塑料件的比重也约占到座椅总比重的12%,其他用到塑料件的汽车部位还包括保险杠、仪表板、装饰件和内饰件等。 图1 2005年欧洲车用材料构成表 之所以塑料件会得到如此广泛的应用,主要是由于塑料件具有以下优点: 1.质量比其他结构件要轻很多,可以满足汽车轻量化的要求; 2.具有良好的防锈功能,外型美观大方; 3.具有吸震功能,可以较大幅度地提高汽车座椅的舒适性、减少噪音; 4.塑料件可塑性比较强,因而设计的自由度大,可以制作出各种各样复杂的样件; 5.成型性好,可以降低零件数目等。 所有这些优点都使得塑料件在汽车座椅以及整车上的比重逐步加大,同时对塑料件性能、强度等方面的测试也提出越来越高的要求。 有限元分析在汽车座椅塑料件上的作用和意义

作为零部件厂商,积极并有效地使用CAX工具,对降低试验经费、减少开发及制造成本有着重要意义。 经证实,在产品开发概念阶段及设计初期,有限元分析的介入可以尽早发现和避免设计缺陷,避免了后期的设计更改所带来的巨大的人力和物力的再投入,从而节省大量的时间及开发成本。无论是大企业还是小企业,以工程分析推动产品开发的理念都是不可缺少的,通过科学的数学计算辅助认证设计、规范产品设计流程,是提高企业设计水平、提高行业开发能力、增强产品市场竞争力,使我国由简单的制造大国向有技术能力的制造加设计大国转变道路中至关重要的一步。 随着CAE技术的不断发展,目前的汽车产品设计已经逐步用有限元分析取代了原有粗糙的手工计算和经验设计,通过计算机模拟分析,在设计初期就能发现问题,避免了大量的样件制作和产品试验,既缩短了设计周期,也极大地降低了产品开发的成本,提高了经济效益。另一方面,每一款新的汽车座椅都需要通过物理实验的测试以达到各个方面安全性能的要求,只有这样才能保证汽车座椅在投入市场之后的安全性。但做物理实验需要具备先进的设备、功能齐全的实验室,同时还需要生产大批量的样件,这些无疑加大了产品开发的成本和风险,延长了新产品的开发周期,而有限元分析通过合理的模拟,可以在物理实验进行之前给出一个定性的结论,从而大大提高了物理实验的成功率。 ABAQUS在汽车座椅塑料件有限元分析的应用 本研究选用HYPER WORKS作为前后处理工具,ABAQUS求解器对汽车座椅塑料件进行有限元分析。HYPERMESH软件是美国Altair公司的产品,是世界领先的、功能强大的CAE应用软件包,也是一个创新、开放的企业级CAE平台,它集成了设计与分析所需的各种工具,具有强大的性能以及高度的开放性、灵活性和友好的用户界面。在CAE领域,HYPERMESH最著名的特点是它所具有的强大的有限元网格前处理和后处理功能。一般来说,CAE分析工程师80%的时间都花费在了有限元模型的建立和修改上,而真正的分析求解时间是消耗在计算机工作站上的。所以采用一个功能强大,使用方便灵活,并能够与众多CAD系统和有限元求解器进行方便的数据交换的有限元前后处理工具,对于提高有限元分析工作的质量和效率具有十分重要的意义。同时HYPERMESH支持很多不同的求解器输入输出格式,这样在利用HYPERMESH划分好模型的有限元网格后,可以直接把计算模型转化成不同的求解器文件格式。

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