【正文】 現(xiàn)有產(chǎn)品2由于冰箱頂部塑料蓋結(jié)構(gòu)及功能都是一定的，所以在產(chǎn)品改良設(shè)計階段就會相對簡單，主要是要保證外部件耐熱性、耐模性、耐摩擦性、表面劃痕、便面色澤等。下面主要介紹的是調(diào)研的外部件表面處理的相關(guān)要求：主要包括表面噴漆工藝及表面噴涂技術(shù)要求。見表表2。表1 噴漆工藝性能要求檢驗項目標準檢測方法或要求指標漆膜的劃格試驗GB/T928619882mm間隔，采用粘膠帶100%無脫落漆膜顏色及外觀　　符合標準色板光澤　　符合標準色板耐洗滌性常溫浸5%化學洗滌劑溶劑經(jīng)120小時洗滌漆膜表面無明顯變化耐酸性GB/T17631979 HCL浸泡24h漆膜表面無明顯變化耐堿性GB/T17631979漆膜表面無明顯變化耐鹽霧性GB/T17712007鹽液濃度5%，經(jīng)240小時測試漆膜表面無明顯變化耐汽油性GB/T17341993RH75航空汽油或120號溶劑油浸泡7h漆膜表面無明顯變化耐濕性GB/T17402007溫度(47177。1)℃ ，相對濕度(96177。2)%，調(diào)溫調(diào)濕箱內(nèi)測試120小時漆膜表面無明顯變化耐沖擊性GB/T17321993溫度(23177。2)℃，相對濕度(50177。5)%，重錘高度20cm無脫落、龜裂漆膜彎曲實驗GB/T67422007I型彎曲實驗儀，選用軸的直徑尺寸2mm無破裂、起泡耐水性GB 17331993(23177。2)℃下，蒸餾水浸泡240h漆膜表面無明顯變化漆膜回粘性GB1762/T198070℃2h不得有明顯的粘著及布紋痕跡表2 表面噴涂后的外觀要求項 目檢驗方法檢 驗 要 求流痕目 測1m處正常目測，對外觀無影響麻點目 測不允許針孔(肉眼可見)目 測針孔直徑d≤1mm,在100mm100mm區(qū)域內(nèi)≤3個,且在任意1000mm1000mm范圍內(nèi)≤10個顆粒(肉眼可見)目 測顆粒大小≤ mm mm,任意400mm范圍內(nèi)顆粒數(shù)量≤10個外觀目測及儀具檢測光滑平整，無影響外觀的變形、飛邊、毛刺等，光色一致，顏色符合標準色卡要求表面劃傷目 測1m處正常目測，不可見表面縮痕目 測1m處正常目測，不影響外觀研究的主要方向是從美的冰箱現(xiàn)有的塑料頂蓋的形態(tài)和相關(guān)功能進行調(diào)研分析，然后通過測繪，改良，然后通過三維軟件建模，以及相關(guān)軟件的進行設(shè)計和模擬分析，對塑料頂蓋進行模具設(shè)計。最后將設(shè)計、加工、生產(chǎn)所需的二維圖及三維圖繪出。在產(chǎn)品改良設(shè)計階段，主要是將其結(jié)構(gòu)簡單化，使得加工生產(chǎn)都趨于方便同時也使模具零件在制造上更加簡單。以此來提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。第2章 產(chǎn)品改良設(shè)計 現(xiàn)有美的冰箱頂部塑料蓋主要了解冰箱頂部塑料蓋的相關(guān)信息，主要包括外觀的整體特征和局部特征。產(chǎn)品外觀結(jié)構(gòu)主要包括產(chǎn)品的圖片，三維尺寸，顏色，結(jié)構(gòu)等相關(guān)信息。該產(chǎn)品是荊州悠進電裝有限公司（美的供應(yīng)商）所生產(chǎn)的一個冰箱頂部塑料蓋，它每年需求量為50萬PCS（pieces量詞 塊 、件 、張等）/年。產(chǎn)品材質(zhì)主要為高抗沖聚苯乙烯（HIPS）或聚丙烯（PP）。目前采用的是高抗沖聚苯乙烯（HIPS）。（1） . 產(chǎn)品正面 產(chǎn)品背面 產(chǎn)品局部圖1 產(chǎn)品局部圖2 產(chǎn)品局部圖3（2）. 產(chǎn)品的三維尺寸（） 產(chǎn)品三維尺寸圖（3）產(chǎn)品的顏色及結(jié)構(gòu)（ ）該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，壁厚較薄和多有卡槽連接是其最主要的特征。顏色主要為灰色，因為是外部結(jié)構(gòu)件，所以外表面做了磨砂效果的處理。 產(chǎn)品三維圖 產(chǎn)品三維局部圖上述分析的是現(xiàn)有的美的冰箱頂部塑料蓋的相關(guān)信息，其主要包括的外部特征主要有顏色和結(jié)構(gòu)。現(xiàn)有產(chǎn)品的缺陷：由于蓋產(chǎn)品是一個外部件，所以在外觀要求上都有一定的要求，現(xiàn)有的冰箱頂蓋四周都用到的是卡槽結(jié)構(gòu)，這樣使得產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)及其復(fù)雜，另外在模具設(shè)計上以及后期零件加工中都特別繁瑣。同時也使產(chǎn)品材料有所增加，在環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略上也是有所欠缺的。由于冰箱頂蓋在裝配后是需要做發(fā)泡處理，也就是說安裝后基本上是不需要再做拆卸的，所以為了使裝配更加的簡單，在產(chǎn)品改良設(shè)計時將四周需要卡槽的結(jié)構(gòu)去掉，設(shè)計五個塑料柱頭，通過螺釘連接。發(fā)泡簡介，一般發(fā)泡是聚氨酯發(fā)泡(見表3)。聚氨酯硬質(zhì)泡沫是以異氰酸酯和聚醚為主要原料，在發(fā)泡劑、催化劑、阻燃劑等多種助劑的作用下，通過專用設(shè)備混合，經(jīng)高壓噴涂現(xiàn)場發(fā)泡而成的高分子聚合物。 聚氨酯硬泡體是一種具有保溫與防水功能的新型合成材料，其導(dǎo)熱系數(shù)低，～（mΚ），相當于擠塑板的一半，是目前所有保溫材料中導(dǎo)熱系數(shù)最低的。目前聚氨酯泡沫塑料主要應(yīng)用在建筑物外墻保溫，屋面防水保溫一體化、冷庫保溫隔熱、管道保溫材料、建筑板材、冷藏車及冷庫隔熱材等。南京長三角防水保溫材料有限公司最新研發(fā)的硬泡聚氨酯現(xiàn)場噴涂BB2級產(chǎn)品，可用于阻燃需求的各工程項目，冷庫及管道保溫。主要特性如下：（1）. 保溫性能好。導(dǎo)熱系數(shù)0. 025左右，比聚苯板還好，是目前建筑保溫較好的材料。（2）. 防水性能好。泡沫孔是封閉的，封閉率達95% ,雨水不會從孔間滲過去。（3）3. 因現(xiàn)場噴涂，形成整體防水層，沒有接縫，任何高分子卷材所不及，減少維修工作量。（4）. 粘結(jié)性能好。能夠和木材、金屬、磚石、玻璃等材料粘結(jié)得非常牢固，不怕大風揭起。（5）. 用于新作屋面或舊屋面維修都很適宜特別是舊屋面返修，不必鏟除原有的防水層和保溫層，只需清除表面的灰、砂雜物，即可噴涂。（6）. 施工簡便速度快。每日每工可噴200多平米，有利于搶進度。（7）. 收頭構(gòu)造簡單。噴涂發(fā)泡聚氨酯收頭，不用特別處理，大為簡化。如使用卷材，在女兒墻處，需留凹槽，收頭在凹槽內(nèi)。若不能留凹槽，需用扁鐵封釘收頭，還要涂嵌縫膏。（8）. 經(jīng)濟效益好。如果把保溫層和防水層分開，不僅造價高，而且工期長，而發(fā)泡聚氨酯一次成活。（9）. 耐老化好。國外已用工程總結(jié)和研究測試獲知，耐老化年限可達30年之久。（10）速度快。發(fā)泡之后耐用，可以明顯提高使用壽命。表3 聚氨酯發(fā)泡性能與參數(shù)技術(shù)性能單位技術(shù)容量Kg/m34560導(dǎo)熱系數(shù)W/使用溫度℃90+120閉孔率%≥97吸水率Kg/m2≤氧指數(shù)h≥26抗壓強度Kpa≥200螺釘連接，螺釘連接主要采用自攻螺釘。見表4。表4 自攻螺釘規(guī)格由于產(chǎn)品相對簡單，所以在產(chǎn)品改良階段所做的工作要為分析現(xiàn)有產(chǎn)品不足，主要連接結(jié)構(gòu)做了一定的改良，另外主要建模，繪制CAD零件圖。結(jié)構(gòu)簡單，所以改良方案非常清晰，主要將四周的卡槽連接改良為螺釘連接，主要是對塑料柱頭及上面的孔進行了設(shè)計，，配套的鋁條上的孔徑大小為4mm）。螺釘?shù)木唧w大小參照表四。改良后的冰箱塑料頂蓋結(jié)構(gòu)簡單，在不影響其外觀的情況下，能夠有效的節(jié)約材料，同時也能達到環(huán)保的要求，另外其在模具設(shè)計上能夠大大的降低難度，在模具零件加工上也能夠提高效率。相關(guān)圖片見圖 . 改良產(chǎn)品建模過程 改良產(chǎn)品三維模型 改良產(chǎn)品三維尺寸以上為產(chǎn)品改良階段相關(guān)工作內(nèi)容。在這階段，重點在于產(chǎn)品連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計，由外觀顏色等有具體要求，故不多做修改。上述展現(xiàn)的主要是現(xiàn)有的產(chǎn)品形態(tài)、改良缺陷的分析內(nèi)容、改良過程中相關(guān)工藝及配件的選擇、改良后產(chǎn)品的形態(tài)展示。第3章 產(chǎn)品改良后模流分析。該制品外形尺寸為:493mm511mm20mm。， rnrn，形狀簡單、外形尺較大、壁厚較小，是典型的大面積薄壁型產(chǎn)品。外部輪廓為矩形，上面有部分連接孔（主要是選擇軸安裝所用），產(chǎn)品表面部分區(qū)域有磨砂效果。另外含有五個塑料柱頭（主要是自攻螺釘連接所用）沒有側(cè)抽結(jié)構(gòu)。由于是外部件所以表面要求很高：不能有熔接痕、銀絲、氣泡、劃痕、內(nèi)應(yīng)力、油污、色澤不均勻等缺陷。 塑件所用材料為HIPS（高抗沖聚苯乙烯）。HIPS流動性好、熔融指數(shù)MI偏大、收縮率穩(wěn)定、材料的韌性好。其注塑工藝要求大致為：料筒溫度180～250℃，注塑壓力69～128MPa，模具溫度50～80℃.（這主要是根據(jù)材料要求）。 冰箱頂部塑料蓋的三維造型圖 數(shù)值模擬分析前期處理將美的冰箱頂部塑料蓋模型在Pro/E中打開，然后將其prt格式轉(zhuǎn)換為stl格式，由于該產(chǎn)品是典型的大面積薄壁結(jié)構(gòu)，網(wǎng)格劃分時會出現(xiàn)很大的縱橫比，從而使網(wǎng)格修復(fù)工作量增大。所以在轉(zhuǎn)換為stl格式之前將小圓角去掉，這樣對分析結(jié)果影響較小，同時也能提高網(wǎng)格修復(fù)速度。導(dǎo)入過程中，選擇網(wǎng)格劃分類型（fusion）和產(chǎn)品設(shè)計尺寸單位（毫米）。 模型導(dǎo)入對話框由于美的冰箱頂部塑料蓋的網(wǎng)格劃分和修改是其在MPI分析前最重要的一個步驟，不僅重要，同時也是最為復(fù)雜的一個環(huán)節(jié)。網(wǎng)格劃分的是否合理，將會直接影響到產(chǎn)品的最終分析結(jié)果。因為網(wǎng)格越小分析精度便會越高，然而修改的復(fù)雜程度和系統(tǒng)的計算量都將大大提高。—2倍，這樣能夠基本保證分析的精度。根據(jù)壁厚取全局網(wǎng)格邊長為3mm。由此系統(tǒng)會依據(jù)設(shè)置自動完成網(wǎng)格劃分。 冰箱頂部塑料蓋網(wǎng)格劃分 冰箱頂部塑料蓋自動網(wǎng)格劃分結(jié)果在MPI網(wǎng)格劃分中中，系統(tǒng)自動生成的網(wǎng)格肯定會存在一定的的缺陷，網(wǎng)格缺陷不僅可能對計算結(jié)果的止確性和準確性產(chǎn)生影響，而且在網(wǎng)格缺陷比較嚴重的情況下，會導(dǎo)致計算結(jié)果根本無法進行。所以，就要對網(wǎng)格缺陷進行修改。 在網(wǎng)格修改之前，首先要對網(wǎng)格狀態(tài)進行統(tǒng)計，在根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果對現(xiàn)有網(wǎng)格缺陷進行修改。對fusion模型，網(wǎng)格信息必須滿足以下原則: ①聯(lián)通域的個數(shù)應(yīng)該為1； ②自由邊和非交8邊個數(shù)應(yīng)該為0； ③未定向的單元應(yīng)該為0； ④交又單元格式應(yīng)該為0。； ⑤完全重疊單元個數(shù)應(yīng)該為0； ⑥單元縱橫比最大數(shù)值控制在10一25之間；⑦網(wǎng)格匹配率應(yīng)大于85%。 冰箱頂部塑料蓋自動網(wǎng)格統(tǒng)計結(jié)果 通過網(wǎng)格統(tǒng)計狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)除最大縱橫比較大、相互百分比外其他各原則都滿足。為了保證網(wǎng)格平均均縱橫比小于6的前提下，盡量降低網(wǎng)格的最大縱橫比。通過網(wǎng)格診斷工具中的節(jié)點合并工具對縱橫比進行修復(fù)（），修復(fù)完后再進行網(wǎng)