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汽车开关壳体翘曲变形优化技术研究 摘要如今的汽车行业发展速度较快，而在汽车开关这个方面还存在一些缺陷，汽车开关壳体翘曲变形是许多汽车生产厂家及开关供方头疼的问题。本文通过对汽车开关壳体的注塑过程、开关壳体设计优化、模具型腔预变形设计等方式展开研究，分析出汽车开关壳体翘曲的原因，发现注塑时间、熔体温度、模具温度、保压压力等工艺参数是保证开关壳体翘曲的重要参数。本文通过对这几方面的优化进行研究，减少汽车开关壳体翘曲变形。 关键词汽车开关 壳体翘曲 翘曲变形 工艺优化 型腔预变形 当今在汽车行业注塑成型工艺已经被广泛的应用，伴随它产生的是传统产品的开发方式的种种弊端日益暴露。开发过程中，产品结构、模具结构、工艺参数等方面的问题都需要反复调整才能解决。近年来，注塑成型CAE技术的发展使得设计者在模具加工前，就可以用计算机对整个注塑成型过程进行模拟分析，提早发现问题，解决问题，及时修改制件、模具及工艺参数，来使工艺尽可能的优化。 一、汽车开关壳体变形的原因及因素 翘曲变形是汽车开关壳体最常见的缺陷，由于汽车开关大部分为塑料产品，在注塑成型中最容易发生壳体变形，造成这些问题的因素有很多，比如成型材料的自身的性能、塑件的形状、壁后、注射压力、注射时间以及浇口形式、流动方向、模具温度，冷却速度等因素都会对塑件的成型产生一定影响。从工艺参数的角度来看，注塑时间、模具速度、熔体温度、保压和冷却等参数的改变，都会对产品的翘曲变形产生或大或小的影响，现在对于这些因素已经在一定程度上有所研究。 通过理论分析翘曲变形，分成收缩或翘曲变形不均匀导致的翘曲变形和应力或翘曲变形内应力分布不均匀进而导致的翘曲变形，两种情况分别从不同塑料在不同工艺条件下的收缩量和分析各种因素对残余应力的影响。研究残余应力对翘曲变形的影响两方面进行理论分析。从理论角度来看，如果产品按比例缩小，并不会使产品翘曲变形不均匀，不均匀的比例缩小才会导致产品翘曲变形。在塑注成形过程中产生的残余应力主要包括在充填和保压过程中，塑料溶体内完全松弛而留在凝固层内的流动残余应力；而另一种是在冷却过程中，在制作的产品中各部分压力和温度历史差异引起的热残余应力。这些对产品的翘曲变形有很大影响。 注塑件翘曲变形原因较为复杂，但是主要三个关键的环节对其产生的影响巨大，其中包括产品设计、塑注工艺设计和模具设计。其中产品的设计最为关键，如果产品设计结构不合理，壁厚不均匀、加强筋设计存在问题，产品刚度不够等大量问题。模具设计是产品生产过程中的中间环节，在这一环节过程中，既要考虑产品设计结构的可行性，也要考虑工艺参数的匹配，各各环节都设计好，才能减少汽车开关的翘曲变形的问题。 二、汽车开关壳体变形工艺优化 通过对实际生产过程中的研究，零件的结构设计和模具设计在前期以经完成。因此，要想对壳体变形工艺进行优化，只能通过调整注塑成型的工艺参数来进行优化。注塑成型过程是产品的必要环节。注塑在成型过程中，影响翘曲的工艺参数可分为三类，温度、压力和时间。在实际操作过程中，这些具体参数包括：熔体温度、模具温度、塑注压力、保压压力、保压时间和冷却时间，这些工艺参数是影响汽车开关壳体变形工艺的重要因素。所以，这些因素是注塑成型优化的关键。 （一）对塑胶结构的优化 根据产品的使用情况及电路设计，塑件外观设计成方形盒件是最好的选择，目的是为了方便安装电路板。壳体上部设计应与按钮的结构匹配，为的是增加强度，避免在使用按钮操作时，用力过大导致壳体翘曲变形。在组件上还设计了加强筋，与此同时在下部设计了卡扣结构，为的是方便与底座的契合度，零件的壁厚和材料都进行了严格的计算和分析，使塑件结构尽可能地减少开关壳体变形。 （二）正交试验法，找到最佳工艺参数 影响开关壳体变形的因素很多，其中有五个较为重要的工艺参数，这五个参数分别是熔体温度、模具温度、塑注压力、保压压力、保压时间和冷却时间。我们可以利用正交试验分别对模具温度、熔体温度，注塑时间、保压压力和保压时间进行模拟实验，通过正交实验的方法，可以得到最佳工艺参数组合。同时通过对各参数对开关壳体翘曲的分析，最终得到塑宿时间及保压压力为影响零件翘曲变形的主要因素。适当增加注塑时间及保压压力，有利于减小零件的翘曲变形量。通过方差分析定量法和翘曲变形量的分析，根据影响程度的大小排序为，塑注时间、保压压力、保压时间、熔体温度、模具温度，可以看出保压压力和塑注时间对零件的翘曲变形影响巨大。同时，估计各个因子对整体测量响应的影响，选出对汽车开关翘曲变形的显著因素，进而有效地改进各个参数，提高产品工艺优化的时间，提高产品的开发率。为了得到因素与实验指标的关系，并找出实验指标随因素变化的趋势和规律，找到因素水平的最佳配置，采用直?分析法计算出各种因素在各个水平上的差距，分析结果可以得到因子的优化组合，更大程度上改进注塑过程中生产的失误率，减少开关的壳体变形。 三、通过模具型腔对汽车开关壳体进行预变形处理 近年来汽车开关的要求越开越高，对开关壳体的设计首先考虑造型，然后再考虑零件的加工，这就对壳体在翘曲变形这一问题上提出了更高的要求。在这种情况下为解决开关壳体翘曲问题，唯有将开关壳体模具型腔进行预抗收缩处理，即在壳体翘曲的位置提前将模具型腔在反方向翘曲处理，通过各种计算方式，可准确地预测出壳体的收缩情况。这样处理后开关壳体加工定型后即可直接满足使用。 四、结束语 随着中国经济的不断发展，越来越多的汽车进入了千家万户，这就触使汽车制造工艺进一步地发展，但是我国汽车行业仍存在一些问题，对于汽车开关翘曲变形这一问题，在生产过程中仍然存在。为解决这一问题，一些专业人士从各个方面对汽车开关壳体翘曲变形进行分析，并提出解决方案。通过对壳体加工过程中的熔体温度、模具温度、塑注压力、保压压力、保压时间和