本书根据新能源汽车注塑模具设计的实际要求,在作者近几年与企业合作的生产实践中积累的众多案例中,选取了极具典型性的50个新能源汽车注塑模具复杂结构设计案例,包括汽车车灯与后视镜、车门、外饰件、内饰件、保险杠及其它配件,并且在附录中为读者总结了新能源汽车注塑模具复杂机构设计经验与技巧、模具钢材应用规范、模具外围结构件设计规范、注塑模具及产品的问题分析与解决方案、模具的验收标准。本书可为从事汽车模具设计与制造的工程技术人员、高职院校相关专业师生在实际生产和学习中提供切实的帮助和启发。
模具工业被喻为工业基石,是促进社会繁荣富裕的原动力。近年来,在各国产业政策扶持下,全球新能源汽车市场呈快速增长态势,中国新能源汽车表现尤为亮眼。新能源汽车产业的加速发展,不仅引领汽车行业重大变革,也推动了汽车模具工业的进步。为满足现代新能源汽车的美观性、安全性和轻量化要求,新能源汽车零件材料以塑代钢已是大势所趋。很多汽车大型零件,如前保险杠、后保险杠、油箱、车门、仪表板和中央通道等,都由金属改为塑料,由注塑模具注射成型。随着新能源汽车品牌越来越多,汽车注塑模具也越来越多,发展也会越来越快,新能源汽车注塑模具是未来模具发展的重要领域。
本书精选50 例新能源汽车注塑模具,其中大型和超大型注塑模具占有较大的比重,它们结构复杂、精度高、寿命长、设计难度大、设计周期长、制造成本高,而且成型难度极大。这些模具所使用的技术包括热流道顺序阀技术、3D打印随形水路技术和预变形技术等最先进制造业关键技术。
① 热流道顺序阀技术:该技术简称SVG(sequential valve gating),是近些年为适应汽车行业对大型平板塑料件或者是电子行业对微型薄壁件的需求而开发的一种成型新技术。该技术由计算机控制热射嘴顺序阀,进而控制各浇口的进料顺序、进料量和进料温度。热流道顺序阀技术可以消除大型汽车塑件的表面熔接痕,该技术已成熟地应用于新能源汽车门板、前后保险杠和仪表板等部件的大型注塑模具。
② 3D打印随形水路技术及智能温控系统技术:3D打印是绿色环保的数据驱动化增材制造技术,3D打印随形水路技术在新能源汽车模具领域的应用,是模具技术上的重大突破,有着极为重要的现实意义。3D打印技术能够制造出传统模具加工手段无法制造的随形水路,可以减少冷却时间,减少注塑件变形量,减少因冷却效果差导致的烧伤、黑斑等产品缺陷,可极大地提高企业产品质量和产能。3D打印随形水路配以智能温控系统可以精准控制模具各处的温度,将模具注射周期缩减30% ~ 40%,成型质量提高2 级,产能提高3 ~ 5 倍。
③ 预变形技术:对于新能源汽车中后视镜座、仪表板等大型精密塑件,变形是一个常见的问题。解决变形问题一个常用方法是注射成型后用夹具校型和定型。但这种方法时间长,成效差,很难完全消除变形。预变形技术,是指通过计算机辅助工程(computer aided engineering,CAE)、模流分析以及三维数字化设计技术,在模具成型零件上提前加上一个反向等量变形量,这样塑料产品冷却变形后,刚好得到预期的形状。采用预变形技术可以将新能源汽车大型塑件平面度、直线度或轮廓度提高至3 级(GB/T 11822018)。
本书所收集的虽然都是新能源汽车注塑模具,但其结构同样可应用于其它机电产品的注塑模具。读者扫描本书封底二维码,回复书名,可以获取本书模具的2D 结构图。
本书主要由广东科技学院张维合教授撰写,东莞学通模具数控学校邓成林提供了大量案例资料,广东科技学院的赵利平老师和温煌英老师分别提供了3 例和2 例的设计资料。
由于作者水平有限,加之时间仓促,书中不足之处在所难免,敬请读者批评指正。
著者
张维合,广东科技学院机电工程学院,广东省模具工业协会专家委员会委员,《模具制造》杂志社编委,材料成型及控制工程专业带头人。 曾在国营第5318厂、正大集团和龙昌国际控股有限公司从事模具设计与制造工作18年。2005年开始从事模具教育工作。先后发表论文70余篇(其中中文核心期刊40篇)、著作8部(其中主编教材2部),获得授权专利7项:主持并完成中国教育学会 十一五科研项目《模具人才培养与劳动力市场相适应的调查研究》,以及广东省科技厅大型工业攻关项目《全自动级进式精密注塑模具开发研究》。多次获中国教育学会、中国职业技术教育学会和东莞市政府的奖励。主讲课程:(1)塑料成型工艺与模具设计;(2)注塑模具课程设计;(3)互换性与技术测量;(4)机械制图与CAD等。2017年6月《塑料成型工艺及模具设计》教学课件获中国梦.全国优秀多媒体教学课件评选大赛一等奖。
第一章 汽车车灯与后视镜注塑模具 01
一、汽车前大灯反射镜大型注塑模具设计 02
二、汽车前大灯透镜大型精密注塑模具设计 10
三、汽车前大灯装饰框注塑模具设计 18
四、汽车后大灯镜壳大型薄壁精密注塑模具设计 24
五、汽车后视镜基座精密注塑模具设计 32
六、汽车后视镜镜壳热流道注塑模具设计 39
七、汽车后视镜镜座大型精密注塑模具设计 44
八、汽车后视镜旋转轴复杂抽芯热流道注塑模具设计 52
九、汽车左右后视镜镜圈注塑模具设计 59
十、汽车后视镜基板大型注塑模具设计 64
十一、汽车后视镜支架大型注塑模具设计 69
十二、汽车高位制动灯盖板大型注塑模具设计 75
十三、汽车灯饰面盖零件热流道双色注塑模具设计 82
小结 汽车车灯与后视镜模具设计 87
第二章 汽车车门门板注塑模具 96
十四、汽车后背门护板热流道大型注塑模具设计 97
十五、汽车右后门板顺序阀热流道大型薄壁注塑模具设计 104
十六、汽车左右前门板大型注塑模具设计 113
十七、汽车左后门板大型注塑模具设计 120
十八、汽车门板下本体二次顶出大型注塑模具设计 129
小结 汽车车门门板模具设计 139
第三章 汽车其它主要外饰件注塑模具 142
十九、汽车侧裙板热流道大型注塑模具设计 143
二十、汽车挡泥板大型薄壁顺序阀热流道注塑模具设计 153
二十一、汽车导流板顺序阀热流道注塑模具设计 161
二十二、汽车尾箱盖热流道注塑模具设计 168
第四章 汽车主要内饰件注塑模具 177
二十三、汽车A 柱上护板大型复杂内侧抽芯注塑模具设计 178
二十四、汽车B 柱左右上护板注塑模具设计 186
二十五、汽车B 柱内饰板热流道大型精密注塑模具设计 199
二十六、汽车C 柱左下护板顺序阀热流道倒推注塑模具设计 207
二十七、汽车中央通道主体大型注塑模具设计 215
二十八、汽车中央通道储物盒大型倒装注塑模具设计 222
二十九、汽车中央装饰件顺序阀热流道二次顶出注塑模具设计 229
三十、汽车前门地图袋低压双层注塑模具设计 234
三十一、汽车衣帽架热流道复杂抽芯注塑模具设计 243
三十二、车载探测雷达固定架双色注塑模具设计 253
三十三、汽车仪表板储物盒热流道大型注塑模具设计 258
三十四、汽车多功能旋钮注塑模具3D 打印随形水路设计 265
三十五、汽车手套箱盖板大型注塑模具设计 270
三十六、汽车转向柱护罩热流道复杂抽芯注塑模具设计 276
小结 汽车内饰件注塑模具设计注意的事项 283
第五章 汽车保险杠注塑模具 285
三十七、汽车后保险杠大型热流道精密注塑模具设计 286
三十八、汽车前保险杠大型薄壁注塑模具设计 295
小结 保险杠注塑模具设计标准 303
第六章 汽车其它配件注塑模具 323
三十九、汽车风箱左盖注塑模具设计 324
四十、汽车水箱圆弧抽芯注塑模具设计 330
四十一、汽车空调水箱左右盖复杂抽芯注塑模具设计 335
四十二、汽车空调鼓风机左右盖复杂侧向抽芯注塑模具设计 342
四十三、汽车接插件精密注塑模具设计 350
四十四、汽车弯管热流道模具的旋转抽芯脱模设计 354
四十五、汽车箱盖旋钮二次脱模注塑模具设计 361
四十六、汽车弯管气辅注塑模具设计 364
四十七、汽车智能定位器面盖双色注塑模具设计 369
四十八、车载GPS 接收机前盖复杂抽芯注塑模具设计 375
四十九、汽车四轮定位水准仪左右盖注塑模具设计 380
五十、汽车进气风箱底盖注塑模具设计 387
附录 391
附录1 模具钢材应用规范 391
附录2 汽车注塑模具外围结构件设计 392
附录3 汽车注塑模具设计基本原则 403
附录4 汽车注塑模具及产品的问题与解决方案 411
附录5 一套好的模具要达到哪些验收标准? 426