一次电池壳体整体塑压工艺

　　近几年来，战略系列、战术系列等型号的品种日益增多，批量也越来越大。一次电池壳体的需求量也逐年增加。这种多型腔、不等壁厚的电池壳体（见）过去一直沿用矩形立方体有机玻璃，经刨、铣、钻、插等多道机加工序来完成的。

　　这种加工方法，工序多、加工难度大、生产周期长，由于原材料的质量难以保证，最终影响成品质量的一致性，且价格昂贵，材料利用率低（仅为20%26%），已不能满足生产的需要。为此，探索用注塑成型的方法来替代机械加工制造多型腔、不等壁厚的一次电池壳体，以达到保证质量一致性，提高材料利用率，加快生产周期的目的。

　　2塑压成型壳体材料的选择电池产品在下到条件下应保证正常工作：周围环境温度：-40+50°C；壳体装入产品后，经上述例行试验应无开裂、漏液，以保证产品正常工作，所以对材料物理、机械、热性能、化学性能等均有一定的要求。

　　原采用有机玻璃加工的电池壳体，经多年实践证明，可以满足产品环境工作条件的要求。通过调研及查阅有关资料，在选择注塑用壳体材料的性能上以有机玻璃作为参照，并兼顾注射工艺要求，选用372模塑料作为电池壳体整体注射成型用材料，其性能与有机玻璃比较如表1=表1有机玻璃与372模塑料性能比较项目有机玻璃（工业级372模塑料密度/g透明度/9 90收缩率/%布氏硬度：会10马丁耐热/C抗拉强度1极限）/MPa弯曲强度/MPa冲击强度/krrr1溶剂溶解性：易溶二氯乙烷氯仿）从表1中可以看出，在物理性能、热性能、化学性能等方面，由372模塑料取代有机玻璃作一次电池壳体是可行的，而且372模塑料可立足于国内生产。

　　3零件关键技术难点的分析及结构更改壳体为多型腔、不等壁厚的塑件，其结构尺寸的特殊性从中已经看出。中间隔板厚达16mm，其它隔板为2mm，壁厚差达到14mm.且隔板多，有10个型腔，各尺寸之间的关系已超出一般塑料制品设计原则，372模塑料大型塑件的壁厚为46.5mm.因此，注射成型时在16mm处的厚壁内产生气泡，在薄壁处不易充满型腔〔因料流行程达230n皿左右），注射工艺上存在很大难度。

　　为保证壳体在成型时的充模，在不改变壳体尺寸要求的前提下，设计中采取了在壳体的中间隔板处局部匀称挖空，增设了6个带锥度的工艺L，以减小壁厚差，保证了壁厚的均匀性，这样可避免气泡的产生（见）。

　　产品内腔尺寸精度要求高，公差精度为0.25，也就是说经拔模钭度后的尺寸应保证在产品设计公差尺寸的范围内，上下口尺寸差也只能控制在0.25mm以内。经换算拔模钭度为6'，拔模钭度远小于理论值50'2=的钭度要求。

　　结合壳体内腔格数多，包复面积大，脱模困难，也容易损坏塑料壳体=.为了便于塑壳的内腔及外形的脱模，采用了在壳体外形的中间位置进行分型〔见）。并在不影响尺寸的情况下增大外形的脱模斜度通过上述对壳体进行了局部的更改后，就可以有效稳妥地解决壳体塑料件四壁过厚以及不均匀脱模的问题，满足了塑壳体注射成型的工艺要求：4电池壳体的模具设计4.1提高模具的制造精度，以达到增大拔模斜度的目的=壳体内腔经换算后的脱模斜度为6‘。零件内腔小端尺寸为21.95，大端尺寸为22.2mm，收缩率按0.45%取，模芯宽度的小端尺寸为22.05mm，大端尺寸为22.3mm，模芯的加工公差控制在。3mm范围内。因此，模芯宽度的小端尺寸应是22.023min，大端尺寸应是4.2进料形式及位置的选择。进料应能保证溶料顺利充满型腔，不发生缩孔、变形等缺陷。该壳体因壁厚相差悬殊，372模塑料的流动性又较差，若采用点浇口虽然能自动切断绕口，但因压力损失较大，塑壳本身的厚薄不均，不易充满型腔，对372模塑料不适用。在设计中采用了直接浇口，因其主浇道直接进料，熔体的压力损失小。直浇口不但适用于任何塑料，又适用于成型大而深的制品，因该壳体的结构特点属深型腔类的塑件制品。

　　中心进料口直接对准塑料壳体的中间隔板，一则能缩短料流行程，二则中间隔板也起了流道的作用，且又是壳体最厚的部位，符合进料口选择在厚壁处的设计原则。并能均匀地充满型腔的各个部位。

　　4.3壳体的高度较高，四周的壁也较厚，零件外形经1.5°斜度拔模后，壁厚达9.3mm（5.6+3.7mm），这样易产生气泡，同时为避免脱模时塑件留在定模部分，因此，将塑壳的分型面选在零件篼度的中间位置（如）。上半部分由定模部分成型，下半部分由动模部分成型，这样可减小壁垄厚，厚度为7.4mm（5.6+1.8mm），最后采用机械加工的办法按产品零件的要求进行外形加工（塑料壳体四周外形及高度均留有加工余量），同时铣去浇口。

　　4.4塑壳小隔板的壁厚较薄，在注射成型模芯受侧向力的影响极易产生变形，不能保证小隔板最小壁厚1.6mm的要求。同时因模芯偏钭，出现倒锥现象，塑壳不能脱模，损坏塑件甚至是模具。在设计上采用动模镶块上端面紧贴在定模镶块的成型平面上，以防止动模镶块在注射时的移位造成塑壳小隔板厚薄不均的现象。

　　4.5针对塑料壳体的脆性，10格模芯的包紧力大，且壁薄，脱模斜度又小的特点，在脱模时，塑件上所承受的脱模力应均匀，才能保证塑壳的顺利脱模。

　　按照常用脱料板模，模板中间位置的强度最低，加工及装配难度增大，模具加工费用加大；如果仅在四周壁厚处顶出，其脱模力只是在塑壳的四周壁上，脱模距离较大，中间隔板及小隔板小不受直接顶出力，小隔板难以脱模。

　　采用了三种规格24根顶杆脱模的结构形式，其脱模力能均匀地分布在塑壳壳体的四壁及小隔板上，缩小了脱模距离，能均匀地将小隔板和四壁一起脱模，避免小隔板发生断裂、顶坏等现象，并可减少塑壳在脱模过程中所产生应力和变形。

　　4.6在动模镶块组合后与动模型腔的配合处开设排气槽。

　　4.7设计一付带斜度的塑料堵头的注射模，堵头钭度与塑壳6个带锥度工艺孔的钭度一致，在长度上比塑壳上的孔的深度略长，以便在装人塑壳后，保证二侧钭面能与塑壳工艺很好地粘接，在加工塑壳外形时将高出部分铁去。

　　（下转第44页）4异型腔体的多级真空钎焊技术装配异型腔、下盖板、上盖板，用3个销钉定位，以保证合腔后各处尺寸精度要求，修配焊接间隙。采用两级真空钎焊工艺，焊后加工修整焊接表面，利用数控线切割加工外形异型处，精密铣削加工各处止口及下盖板厚度。

　　4.1第一级局温轩焊对应设计选用的H96黄铜合金材质，第一级钎焊采用较常使用的Ag基钎料，采用高温炉内钎焊的工艺方法，钎焊温度为720820°C：这种钎焊工艺的优点是：钎焊工艺性好、钎缝较致密、连接强度较高。但也存在一定的局限性和缺点，如材料的退火软化严重，器件变形大，钎焊的温度高。不适合复杂结构件的多级连接等= 4.2第二级中温钎焊将异型腔体与其它外部器件连接时，按以往的钎焊工艺需再次进行间温度的真空钎焊，由于钎焊温度高，使得异型腔体再次钎焊时易产生变形，造成尺寸超差。

　　通过工艺研究及试验，采用二次中温钎焊的工艺方法，研制了中温钎料。为特制的Au基钎料，钎焊温度为600700°C，在钎焊时采用多点测温和局部遮挡措施，控制零件各部位的温升速率。控制了异型腔体的焊接变形。

　　腔体钎焊后的检测表明，几何精度完全达到设计指标= 5结论通过优化工艺制造技术，利用数控精密加工、数控线切割及电火花加工技术提高了产品的加工质量和一致性。满足了设计要求通过采用两级钎焊技术。解决了异型腔体的焊接难题，改善了器件的力学性能，提高了内腔的钎焊精度，减少了器件的焊接变形量。

　　迄今为止，采用新工艺方法已经加工出了数十件异型腔体，通过了各项检测及试验，已经装人产品并验收合格。证明了异型腔体的制造工艺的先进性和可行性，同时也创造了可观的经济效益。

　　（上接第47页）5塑壳注射工艺试验料在熔融状态时的流动性较差，加之塑壳的结构特征不利于注射成型，因372模塑料熔体粘度对温度敏感性很大，在不引起塑料的热降解的条件下，应尽量提局注射温度，提局其流动性，以保证充满各型腔的小隔板。

　　372模塑料吸湿性大，壳体的壁较厚，成型时易产生气泡，因此，料粒在生产前需经过干燥处理‘降低含水量，料层厚小于30mm.在试模时分别采用了170200°C不同的料筒温度，同时，对注射压力也作了相应地调整，经过反复试模，直至达到产品设计的要求。

　　6结论372模塑料与有机玻璃的拈接等各项技术指标满足了产品设的要求；372模塑壳体用于产品后的各项技术性能指标满足了产品设计的要求。

　　372模塑料的注射壳体能完全满足产品设计要求，材料利用率由原来的20%26%上升到现在的95%；提高了成品的合格率，缩短了生产周期，增加了经济效益=年节约生产费用达20万元左右=―次电池壳体整体塑压工艺研制的成功。为战略系列、战术系列等各种型号一次电池使用372模塑壳体替代有机玻璃机加工壳体提供了可靠的技术保证，具有普遍意义：