UP8汽车接插件注塑成型结构分析[范文]

摘要：近年来，在市场需求和不断提高的产能推动下，汽车工业的发展速度越来越快[1]。伴随着汽车工业高速发展的同时，对生产的汽车零部件产品轻量化、精密化和生产制造智能化的要求也越来越高。而其中在汽车塑料化发展方面，将以往的金属材料替换为轻便的塑料及其复合材料，已经逐步使得汽车工业迈向塑料化的大发展之中。同时对于汽车接插件的结构、以及产品的刚度、强度和精度有了更严格的要求。

UP8汽车接插件的二维模型图-1

UP8汽车接插件的二维模型图-2

本文选用的UP8汽车接插件采用含有（CuSn6）金属嵌件的PBT(GF20%)塑料。通过仿真模拟注塑生产中因为充填保压使得锡青铜金属嵌件发生变形可能造成的结构问题，经过ANSYS Workbench软件分析，从而降低生产成本，指导实际生产。本次选用的UP8汽车接插件，含有六根形状，尺寸均不一样的锡青铜金属针状嵌件，由于锡青铜嵌件收缩率小，厚度小，且细长，在高温塑料流体的冲击下容易产生变形，可能引起定位不准确、失稳等。通过应用Moldflow软件模拟仿真嵌件注塑的保压和填充，得出锡青铜金属嵌件的受力，和通过ANSYS Workbench进行嵌件的静力学分析，得出锡青铜金属嵌件的受力变形情况。

通过Moldflow和ANSYS Workbench软件一系列的分析得出结果：等效应力的最大值为177.96MPa，最小值为0.10433MPa；汽车接插件的锡青铜嵌件总变形量为0.056694mm；X轴定向的变形量范围在-0.002571~0.012992mm之间通过分析得出，等效应力、总变形量，以及X轴定向变形都符合生产需求，满足工作要求。

本文以UP8汽车接插件作为研究对象，并且对于以上提出的问题，借用CAE软件Moldflow和ANSYS Workbench进行了分析和研究，变形的大小满足使用要求和工艺要求，符合实际生产要求。利用计算机软件的模拟可以及时的发现问题，有效地减少实际生产中的材料制造浪费和试模成本，从而指导生产，对于汽车接插件的注塑成型有着现实的重要意义。

1绪论

1.1引言

汽车接插件就是在汽车电路中，连接电路内被阻断处或孤立不通的电路，使之保持通畅、稳定的电子元件。目前，随着新一轮科技的迅猛发展和产业的深刻变革，我国汽车产业和技术水平有了很大的提高，汽车工业正在发生着重大的变革和发展。汽车轻质化、智能化和多元素综合化的人们需求的推动下，汽车工业爆发出更加强烈的发展动力。因而，人们对于作为汽车零部件的汽车接插件也有了更高的要求，不仅仅在于它的制作材料选取，更在于它的成型结构方面的设计都有了更加严格的要求。

UP8汽车接插件的三维模型：（a）反面（b）正面

汽车接插件是以CuSn6（锡青铜）金属针状嵌件作为注塑嵌件，将锡青铜嵌件固定在模腔内再进行浇注，充填成型的注塑件。由于汽车接插件是精密电子元件，嵌件体积小，模具和外形尺寸精度要求高，并且锡青铜嵌件是嵌在塑料制品里面，这两种材质的材料收缩性有着比较大的差异。因此，为使得嵌件能够精确定位，铜锡青铜嵌件和塑料件紧密结合不产生松动或者很容易被拔出的现象；在注射成型中，充填时受到塑料熔体的冲击下变形在一个合理的范围内，所以在实际制造成型之前，为避免结构的不合理带来的开发成本的增加，材料浪费和时间浪费等不必要的损失。所以，利用CAE软件，进行CAE软件的模拟和结构、工艺优化，便可以提高嵌件的定位精度，分析嵌件的结合度，避免气穴、熔接线和充填不足等缺陷出现在嵌件和塑料件的结合处附近，影响产品的性能。而且可以很直观的获取相关的一些参数，对技术改进、结构校核、提高生产效率有着重大影响。

针对以上问题，鉴于生产中存在的种种难题，本文以UP8汽车接插件作为研究对象，采用CAE软件模拟的办法，利用ANSYS Workbench和Moldflow软件对产品结构和注塑工艺以及成型过程进行模拟分析。