论文总字数：16591字

摘 要

热塑性弹性体具备树脂的热塑加工性能和传统橡胶的高弹性性能，不仅能进行多次加工，同时也可以被回收再利用，是橡胶发展的重要方向。在国外，TPV材料最大的用途就是汽车零件制造。随着社会的发展和人们需求的提高，TPV注塑代替传统的注射接头是必然的发展趋势。因此，我们公司以F202项目为核心，通过对TPV材料的了解，开始尝试将传统注射接头向TPV注塑接头转型，进行拉断力等各种实验以及模具设计等，快速的积累TPV注塑接头的经验。项目启动以来，我们成功的设计出了TPV专用模具，并且进行了试制，开裂，压伤等问题层出不穷，经过我们的努力，问题在不断的减少，这必将为公司在TPV注塑领域积累到丰富的经验。

关键词：TPV注塑接头；基材；模具设计；模具优化

Study on the transition from EPDM injection to TPV injection

Abstract

Thermoplastic elastomer has the thermoplastic processing performance of resin and the high elastic performance of traditional rubber. It can not only be processed for many times, but also can be recycled. It is an important direction of rubber development. In foreign countries, the biggest use of TPV material is the manufacturing of automotive parts. With the development of society and the improvement of people's needs, it is inevitable that TPV injection molding will replace the traditional injection joint. Therefore, our company takes the F202 project as the core, through the understanding of TPV material, began to try to transform the traditional injection joint to the TPV injection joint, and carry out various experiments such as tensile force and mold design, so as to quickly accumulate the experience of TPV injection joint. Since the start of the project, we have successfully designed the TPV special mold, and carried out the trial production, cracking, crushing and other problems emerge in an endless stream, through our efforts, the problem in the continuous reduction, which will be the company in the field of TPV injection molding to accumulate rich experience.

Keywords:TPV Injection Molding Connector;Base Material; Mold Design; Mould Optimization

目录

第一章 引言 1

第二章 TPV简介 2

2.1 背景 2

2.2 TPV材料 2

2.3 TPV的性能 2

2.4 TPV的优势 3

第三章 铁锚F202项目 4

3.1 汽车密封条 4

3.2 F202零件 4

3.3 客户要求 5

3.3.1 CAD数模 5

3.3.2工装amp;模具 5

3.3.3最终状态和外观要求 5

3.3.4尺寸标准 5

3.3.5附加要求事项 5

3.4零件图纸 6

第四章 项目运行 7

第五章 项目改进 13

5.1 现状分析 13

5.1.1 制作分析 13

5.1.2 现有模具分析 13

5.2 新模具设计要点 14

5.2.1 新模具结构设计 14

5.2.2 模具材料选型 14

5.2.3 模具导柱导向结构设计 15

5.2.4 主浇口结构设计 15

5.2.5 模具分流道设计 16

5.2.6 溢胶槽及排气槽设计 16

5.2.7模具表面处理 17

第六章 结语 19

6.1 TPV在汽车行业的发展趋势 19

6.2 TPV在汽车行业发展的重要性 19

（1）新材料是现代高新技术产业的基础 19

（2）TPV材料是汽车密封条的重要材料选择 19

（3）TPV材料对落实可持续发展观大有作为 19

6.3 汽车密封条TPV材料 20

第一章 引言

热塑性弹性体的高弹性能和热塑加工性能使其能够利用现有树脂加工设备以及加工方法来进行橡胶制品的制作，而且更值得关注的是，它拥有像树脂一样的特点，即能够进行多次加工。它的第二个特点是能够回收和再利用，可极大程度地满足精密加工、可重复加工、低能耗加工、以及多样化加工的要求，是橡胶事业发展的一个非常重要的方向，也是解决橡胶加工以及回收再利用最好的途径。

TPV是由橡胶和树脂使用共混法合理搭配而制备处的新型材料。目前，汽车制造发展到了瓶颈，所有的汽车制造企业都在研究使汽车减重的方法，而TPV材料相比于传统的三元乙丙橡胶来说，不仅重量轻，而且制造的效率高，最重要的是，TPV材料作为新型材料，比三元乙丙橡胶环保，可回收再利用，符合国家的政策和环境保护。这些都为TPV材料在汽车行业的发展奠定了坚实的基础。

TPV材料的优势远远大于三元乙丙橡胶，因此我们公司用F202天窗密封条项目来进行TPV的转型研究。本次为试研究，为了公司未来的发展，进行TPV注塑领域的探索，为之后的行业趋势提前积累经验，从而使公司在汽车行业保持较高的竞争力。

第二章 TPV简介

2.1 背景

汽车配件制造业是TPV最大的应用领域。面对成本、效率都具有优势的TPV材料，汽车密封条行业也对TPV进行了研究，从各个方面出发，三元乙丙橡胶被TPV材料所取代是目前行业发展的趋势。

目前，我司正在将TPV材料应用于天窗密封条的接角方面。由于如今的汽车向着重量轻、性能高、使用寿命长等方向发展，所以密度低的TPV材料必然是行业的首选。TPV材料的巨大优势就像是顺应而生一样，与三元乙丙橡胶相比，优势大于劣势。面对人们的需求以及汽车的发展方向，TPV材料正在一点点代替传统的三元乙丙橡胶，据报道，TPV材料在汽车行业的使用量正在以每年17%的速度增长。

2.2 TPV材料

热塑性硫化橡胶（TPV）是一类特殊的热塑性弹性体，它的特殊性表现在它是通过将热塑性材料和弹性体的非混溶性混合物进行“动态硫化”，即在与热塑性塑料熔融混合期间弹性体相的选择性交联来生产的。

在交联剂的存在下，橡胶相的硫化同时，与热塑性熔融共混期间（也许过氧化物，二胺，硫加速器等），导致了由分散交叉的生成动态硫化橡胶的在连续的热塑性基质相中连接的橡胶颗粒如图2.1所示。

图2.1 硫化橡胶的在连续的热塑性基质相中连接的橡胶颗粒

动态硫化导致橡胶粘度增加，这会促进相转化并在TPV中提供多相形态。通常，分散的橡胶颗粒的平均直径在0.5-2.0μm的范围内变化。分散的橡胶颗粒增强了TPV的弹性，而热塑性相说明了熔融加工性。人们普遍认为，动态固化共混物相对于未硫化共混物的主要优势之一是形态固定在交联状态，并且不会因随后的熔融加工而改变。因此，同简单的非交联共混物相比较，TPV表现出更多的类似于弹性体的性能：例如更大的抗疲劳性、更好的弹性回复、更低的压缩永久变形、更高的极限机械性能、更低的刚度、更高的熔体强度、更高的耐热性和耐高温性。化学品，提高了高温实用性。

2.3 TPV的性能

TPV的性能主要有以下几点：（1）TPV材料的受力压缩变形程度小（2）TPV材料不需要向三元乙丙橡胶一样硫化成型，只需要将融浆注入模具自然冷却成型（3）性能范围宽广，硬度高，高硬度材料韧性与塑料相差无几，而第硬度材料性能接近于橡胶（4）TPV材料可以反复回收再利用，节约资源，对环境的友好程度高（5）TPV有着优良耐老化性能和耐热性能。

2.4 TPV的优势

TPV的主要优势有：（1）耐压缩变形性以及良好的弹性，耐老化性、耐环境相当于三元乙丙橡胶，而其耐油耐溶剂性能与通用型氯丁橡胶也不相上下。（2）TPV应用温度范围广，即– 60到150℃，软硬度应用范围在25A至54D,其易染色的优势大大提高了用于设计的制品的自由度。（3）具有优良的加工性能，包括高效、简单易行，无需增添其他设备，并且可用注射、挤出等热塑性塑料的加工方法加工，同时其收缩率小、流动性高。（4）就其国际化角度而言符合欧盟环保要求，因为其绿色环保、可回收使用，并且反复使用多达六次后性能也没有明显下降。（5）外观方面，外观质量均匀，表面档次高，手感好，这得益于其比重轻（0.90—0.97）。

由于TPV材料耐老化、耐腐蚀等特点，该材料被广泛的应用于汽车零部件制造等众多领域。目前，汽车密封条部分产品使用材料正由朝着热塑性硫化橡胶TPV发展。在综合成本和综合性能等方面，热塑性硫化橡胶TPV相比于三元乙丙橡胶成本更低，效率更高，这也使TPV材料成为了许多制造企业提高竞争力的新选择。

第三章 铁锚F202项目

3.1 汽车密封条

汽车密封条是汽车非常重要的零部件，在汽车上随处可见。车窗玻璃导槽，车顶天窗密封，车门密封，汽车前机盖，汽车后备箱，这些地方都要用到汽车密封条。根据部位不同，其对密封条的功能要求也不同，一般的密封条都要有防水、抗老化、耐腐蚀、减少噪音等功能，从而给车内人员带来更加舒适的驾驶体验以及乘坐体验。随着汽车工业的不断发展，密封条的上述作用已然不能满足人们的要求，人们越来越注重密封条的舒适、环保、美观等附加功能和特点，而这种这种需求在现在的汽车行业也变的越来越重要了。正是因为如此，开发新的密封条变得越来越迫切，而TPV材料的出现，让顾客对汽车的体验品质有了进一步的享受。所以不论国内或是国外，对于TPV密封条的关注也是越来越高了。

密封件有很多种，按照安装在汽车的部位来分类的主要有天窗密封条、机盖密封条、行李箱密封条、车窗密封条、车门密封条、风挡密封条等几种。

3.2 F202零件

零件总成图如图3.1所示

图3.1 F202项目零件总成图

零件名称：1021000657

零件类别：天窗密封条——固定胶条玻璃总成

密度：1310kg/m³

重量：0.3kg

3.3 客户要求

3.3.1 CAD数模

在图纸里，未明确标注的尺寸以3D数模为准，未注公差参考一般公差指南，对于未标注的倒R角、倒C角应参考尺寸标准。若左右件对称时，以左边未基准数据。

3.3.2工装amp;模具

主要有以下两点：（1）模具amp;工装制造前，方案需得到TMS工程师的认可（开模方向、进浇口位置、滑块、分型线等）；（2）对于模具，TMS工程师要求成型分析师，需执行后提交。

3.3.3最终状态和外观要求

关键部位不能有外观、划痕、塌陷、气泡、收缩等缺陷并且零件边缘毛刺不能与对手件接触。

3.3.4尺寸标准

尺寸标准主要有以下三点：（1）所有尺寸都以公制法为基准，单位mm；（2）在图纸上未指定的尺寸应以3D数据为基准，公差适用一般公差；（3）标记方框的尺寸参考其对应的位置度公差控制。

3.3.5附加要求事项

附加要求事项如下表3.1所示

表3.1 附加要求事项表

3.4零件图纸

零件图纸如图3.2所示

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