空调箱壳体与大件风路塑料件的本体设计与注塑成型（选材·壁厚筋·分型脱模·模流读判）

课程大纲

• 能按「空气侧非承压大件薄壳」这一对象口径，在 PP 均聚/共聚、矿物填充 PP、PP-GF 之间为不同部位分别选定填充体系，说清「刚度收益与各向异性收缩代价是同一个旋钮的两端」，并检查玻纤含量是否与拟定的拼合工艺路线互相否决
• 能按「先算刚度需求、再验成型可行」的顺序定壁厚基线，用「筋高优先、筋厚受限」的原则布筋，并交出沿合模边按段给出的分段刚度与残余翘曲量这两个数——即 C2-10 算卡扣间距所缺的两项输入
• 能判「加筋之后翘曲是降了还是升了」，识别单侧加筋把大平面反而拉弯这一类反直觉结果，并按翘曲位移形貌（鼓面/马鞍/扭转/单侧弯）选对治法对象
• 能按三条硬约束（不穿气动敏感面、不与密封唇边相邻、不落基准面与安装凸台）选定分型面，用脱模斜度累计式反算气动型线该留的成型余量，并按正确次序判定何时才真的该上侧抽芯
• 能读模流的充填、熔接线与翘曲位移结果，把熔接线按本课判据赶离合模面唇边、承力筋、安装凸台与气动敏感面，并说清模流绝对值为何只能用于方案间相对排序
• 能为残余翘曲量、合模面平面度、合模边分段刚度三项交付物各写出口径声明（约束状态／测量载体／找正基准），并按下游用途（C2-10 密封补偿、C2-16 尺寸链、C2-14 批次监控）分别定口径，不让一个数三处通用

1. PP 系大件风路件的材料谱系与填充体系选择
   • 对象口径先写死：本课件是空气侧、非承压、大件薄壳（上下壳、风道、蜗壳），介质是空气不是冷却液——所以选材第一判据不是耐介质而是「模量／尺寸稳定性／成型性／成本」四项；承压耐冷媒的 PA/PPS 系小件归 H4-02（其 §1 明文声明「PP 及吹塑件走另一条路线」），吹塑＋浸润介质件归 H4-04（其明文把注塑大件推回本课），两门相邻课都查过并明确不接
   • PP 谱系按填充体系分三档、各自的刚度—翘曲位置不同：均聚/共聚 PP（共聚更韧、低温冲击更好，模量最低）→ 矿物填充 PP（滑石粉/云母：提模量、收缩率低且各向异性小、尺寸稳定、成本低）→ PP-GF（模量与耐蠕变再上一档，代价是各向异性收缩显著放大、外观浮纤、密度上升）。EPP 是发泡件，用于风道保温、隔声与缓冲块，不是承载壳体本体的候选项——别把它当结构料比
   • 本课最核心的取舍写成一句：填充含量这个旋钮，一端是刚度与耐蠕变的收益，另一端是各向异性收缩放大后的翘曲代价，两端同时动。所以选料不能全箱一档——判据是「这块壁要抵抗什么」：合模面所在的大平面与装配基准面怕的是翘曲与平面度，优先走矿物填充；承力筋、安装凸台这类需要局部高模量且形状能约束纤维取向的部位，才是玻纤的用处
   • 选料次序不许颠倒：先由第 2 讲算出「这块壁需要多大等效抗弯刚度」，再回来挑填充体系；反过来「先定牌号再画筋」会把翘曲代价白付一遍——因为牌号一换，收缩率与其各向异性一起变，整条尺寸链要重算（量化见公式条 L_cav）
   • 耐温档要单独定、不能全箱一个值：暖芯下游壁面与 PTC 邻域的长期使用温度高于进风侧，HDT 与长期温度按 ISO 75 体系取值口径（具体数值按牌号材料卡与项目确认，本课不给数）；箱内热源分布承接 C2-06，本课只用其结论
   • 玻纤含量是下游拼合工艺的前置约束，不是选完再说的事：高玻纤含量折减热熔焊界面强度（纤维不跨熔融界面），并大幅拉低激光透射焊所需透过率，与炭黑着色叠加可直接否决激光透射焊路线。机理引 H4-02、工艺执行引 H3-04、路线选型引 C2-14 第 1 讲，本讲只负责在选料时把这条约束摆进来
   • 牌号冻结前过两道非性能闸：① 合规——阻燃剂与加工助剂是否落入 SVHC/GADSL 管控、IMDS/CAMDS 可否申报（准则引 H4-02，申报流程不重讲）；② 再生料掺比——掺比改变收缩与冲击，掺比一变就是尺寸阶跃，属批次监控项（归 C2-14 第 2 讲的三个漂移源之一）
   • ⛔ 缺料如实报：具体牌号谱与「填充含量—模量—收缩率—耐温—成本」取舍表须按供应商牌号手册与 ISO 19069／ISO 1873 的材料指定体系建，本大纲一个牌号、一条曲线都不给——第 1 讲开写前须先补这张表
2. 大件薄壳的壁厚—筋—分段刚度：交出 C2-10 要的那两个数
   • 交付定义先写死，这一讲成败在此：产物是两个数——沿合模边按段给出的法向刚度 k_seg（N/mm）与残余翘曲量 w_warp（mm，按区段给包络并标形貌类型）。C2-10 讲义 L138／L317／L429 三处明文声明「本课不重算成型、只承接翘曲量作为已知的不平度输入」，卡扣间距与密封补偿归它算；「两门各讲一半、都默认对方给出这个数」是这条链最常见的断点
   • 壁厚的判断顺序是「刚度需求 → 成型可行」：先按所需等效抗弯刚度算，再检查是否落在可稳定充填与均匀冷却的壁厚带内；落不进就改筋，不要靠加壁厚硬顶——加壁厚同时抬高料费、冷却时间与节拍，还把缩痕风险带进来。大件薄壳的壁厚一致性比绝对值更要紧（壁厚突变是缩痕与差异收缩的双料来源，通用准则引 I5-01／G8-03 不重讲）
   • 加筋的自由度只有两个方向，这是可算的：惯性矩对筋高是三次方、对筋厚是一次方（公式条 I_rib），而筋厚上限被「筋根热节→缩痕落到外观面或密封唇边」卡住，筋高上限被脱模力、纹理与薄深筋短射卡住。结论是提刚度靠加高与加密，加厚只是把刚度问题换成缩痕问题
   • 筋的走向按「要抵抗哪种变形」定，不按网格美观定：合模边要抗的是法向张开→沿边周向连续的边框筋 ＋ 垂直于合模边把边框撑回壳壁的短撑筋；大平面要抗的是鼓面呼吸→井格筋。走向不对时筋加了不少而 k_seg 没动
   • 本讲最反直觉的一条：筋自身是翘曲源。单侧加筋等于单侧多料，冷却与收缩不对称，能把大平面拉得更弯——所以验收判据是「加筋后残余翘曲量降没降」，不是「刚度升没升」。刚度升而翘曲更大是常见结果，此时该改的是筋的对称性与浇口方案，不是继续加筋
   • k_seg 必须按段给、不许给全周平均值：按角部／直边中段／大跨无支撑段／开口边缘四类分别给，并声明该段跨距与哪些点被卡扣夹持（约束状态）。C2-10 要的是「最容易鼓开的那一段」的刚度；张开位移对跨距是四次方（公式条 δ_mid），跨距口径不声明，刚度数就不可横比、也没法用
   • 开口是刚度断口，必鼓开段先在这里找：蒸发器／暖芯穿壳口、滤芯门洞、鼓风机进风口都打断了边框筋的连续性；边框筋在开口处必须闭环（加翻边或做成封闭截面），否则这一段无论卡扣加多密都压不住
   • 与 NVH／模态侧划界：壳体模态目标与共振规避（避开鼓风机转速阶次）的方法引 I4-01／I4-03、空调箱侧的对象化结论与「加筋提局部刚度或贴阻尼片治板面辐射」引 C2-11——那边的判据是声压，本讲的判据是合模边法向刚度与残余翘曲量，同一手段两套判据，不得互套。安装点选位与隔振界面归 C2-16
   • 三条提刚度的路（加筋／加壁厚／换高模量料）各有代价，评审时要摆在一张表上比：重量、料费、节拍、翘曲、模具复杂度五列。成本折算与模具费账引 C2-13 不重算
   • ⛔ 缺料如实报：「筋高／筋厚／筋间距 → 分段刚度」的量化关系与 k_seg 的工程近似算法（等效板—梁模型的取法、边界条件怎么设、跨距多大以上必须走有限元）须补料，本大纲只给判断顺序、方向、交付定义与公式条给出的敏感度
3. 分型面、脱模斜度与侧抽芯：风路内腔的可成型性
   • 分型线落位由本课定、不由模具厂定，三条硬约束一条不许破：① 不得穿过气动敏感面（蜗舌间隙区、出口扩压段、导流叶片根部、除霜口出流唇）——拼合台阶与飞边正落在气流经过处；② 不得与合模面密封唇边重合或紧邻——飞边会把密封件顶起、局部失压；③ 不得落在装配基准面与安装凸台上——基准面被飞边污染，C2-16 的四级基准传递直接失效
   • 脱模斜度是系统性单向偏差，不是公差：画的等截面直段成型出来是微锥段，沿脱模方向累计（公式条 Δ_窄边），窄边只会变小不会变大。C2-07 §2.6 已把「沿程累计不可忽略」提出来但没给量化口径，C2-04 §2.2 也只说「必须留成型公差余量」——本讲补的正是这个反算：余量该留多少由累计量算出来，不是拍一个百分比
   • 校核动作要写成「把最不利截面代回气动」：脱模斜度累计、成型收缩、拼合面台阶与飞边三项须叠加后再代回气动与音调校核（面积与水力直径 d_h 的换算引 C2-07，蜗舌间隙甜点区的窄裕度引 C2-04），只算斜度一项会低估侵蚀
   • 内腔可成型性的判断次序不许颠倒：先问「这个特征能否按现有分型方向直接脱」，脱不出再问「改分型面能否脱」，两条都不行才谈侧抽芯／滑块。次序一颠倒，就会为一个本可以改掉的凸台买一副滑块
   • 侧抽芯的代价必须回到设计侧看，而不只是模具报价：每副滑块新增一条滑动分型线（等于新增一处飞边与台阶的落位问题，回到本讲第一条约束）、抬高锁模投影面积档位、拉长成型节拍。但「分型方案、侧抽芯／滑块数量、模穴数与投影面积共同支配模具费与成型节拍」这条经济账 C2-13 现文已写全，引 C2-13 不重讲——本讲只交付「分模边界」这一个几何决定
   • 分模边界要与平台共用件边界联立冻结：C2-13 明文要求「平台化的分模边界应在壳体设计阶段就与共用件边界联立确定，而不是等模具报价回来再倒推改结构」，交棒点就是那份接口冻结清单
   • 分半方案与拼合工艺互锁：蜗壳／风道分半后走焊接还是卡接，反过来约束分型面位置（焊接要连续可达的焊筋带与容边槽）与玻纤含量（第 1 讲）。焊接工艺本体引 H3-04、路线选型引 C2-14 第 1 讲，本讲只保证「分型面给拟定路线留出了连续焊筋带」
   • 通用注塑 DFM 准则（壁厚一致防缩痕、避尖角、拔模、嵌件与分型面设计）引 I5-01 不重讲，但判据要换对象：I5-01 那一句的对象是注塑水壶、判据是外观与缩痕；本讲对象是风路内腔、判据是型线保真与基准洁净。评审插桩时机（1-10-100）同样引 I5-01
   • 拔模／脱模分析必须在数模冻结前做：分型方向一变，气动型线可能整块推翻，而 C2-07 §2.6 已明说「这时数模早已冻结，改起来极贵」。所以这一讲的交付物是「冻结前的分型评审结论」，不是「模具报价后的确认单」
   • ⛔ 缺料如实报：脱模斜度的下限取值（随材料、表面纹理、脱模深度变化）与「滑块数量→模具费／节拍」的量化关系，须按供应商 DFM 手册与项目报价补，本大纲不给具体角度与金额
4. 模流读判的对象化落位：浇口、熔接线、缩痕与翘曲形貌
   • 机理一律引不重讲：玻纤取向致各向异性收缩→翘曲、熔接线强度折减（H4-02 给的定性区间 k≈0.4~0.7，对象是承压 PA 件）、保压不足与缩孔、内应力、模具收缩率与脱模后收缩、浇口/流道/模温的支配作用，全部引 H4-02 §3／§4（其自封「通用底座」）；「用浇口布置把 weld line 赶离 + Moldflow 预测」的方法引 G8-03。本讲只做两件事：换判据、定落位方向
   • 判据必须换，这是本讲存在的理由：H4-02／G8-03 的落位判据是「熔接线不得落在承压流道或密封流道」（怕漏、怕爆）；本课对象不承压，怕的是另外三件事——① 落在合模面唇边或承力筋上（该处承卡扣夹紧力与内压张开载荷，是本课真正的高应力区）；② 落在安装凸台或基准面上（装车拧紧即开裂，后果是 C2-16 的基准失效）；③ 落在气动敏感面（型线与外观双损）
   • 与 G7-07 §4 是同一个动作、不同对象，两门必须切开：G7-07 为承载 carrier 重定熔接线落位，判据是锁扣拉脱与碰撞载荷、翘曲后果是装配基准带偏与刚度掉档，且其材料侧明文引 H4-02；本讲为空气侧非承压薄壳重定落位，判据是合模边张开与基准洁净。两门都不讲机理，机理都在 H4-02
   • 浇口方案的第一判据是翘曲形貌，不是「充填是否满」：大件薄壳几乎必是多浇口，浇口数与位置同时决定熔接线的条数与走向、以及流动方向分布（进而决定 GF 件的各向异性收缩场，量化见公式条 S_∥≠S_⊥）。评审先看翘曲位移云图的形貌，再定改什么
   • 形貌与治法配对——这是最实用的一条判据表：鼓面／塌陷 → 指向冷却不均与保压不足，优先改冷却水路与保压曲线；马鞍面／扭转 → 指向各向异性收缩与流动方向分布，优先改浇口位置与流长比，此时继续加筋可能加剧（回到第 2 讲那条反直觉结论）；单侧弯 → 指向筋的不对称。形貌不看就动手，八成改错对象
   • 缩痕要按落在哪儿分诊，不按面积大小分诊：落在外观面是外观项（可以谈让）；落在密封唇边、基准面或安装凸台上是功能项（不可让）。所以看缩痕图之前，必须先出一张「功能面清单」，否则评审会把最要命的那处当外观让掉
   • 模流结果怎么读才算数：翘曲量是自由态、脱模后、无装配约束的仿真读数，和 C2-10 要的「装配后实际缝隙」不是同一个量（口径归第 5 讲）。正确用法是方案间相对排序；绝对值只有经同类件实测标定过之后才可用于定公差
   • 仿真前置输入有三样，任一是假设值时结论只能排序：该牌号的完整材料卡（收缩与流变数据，手册牌号未必齐）、模温与冷却水路方案、浇口/流道方案。把三样都靠假设的模流报告读成绝对结论，是模流最常见的过度解读
   • 与 C2-14 的交棒写清：本讲定「这套设计的名义参数与预期形貌」；这套已定的设计在量产线上模温／保压／冷却时间／注射速度各能跑多宽的窗口带、平面度尾部分位落在哪、批次怎么监控，归 C2-14 第 2 讲（其现文已声明「选材、壁厚与筋布、分型与脱模方案、浇口位置、模流读判归 C2-17」）
5. 交付口径：两个数怎么给、给哪个口径、谁验收
   • 交付清单固定三项：残余翘曲量 w_warp（按区段给、标形貌类型）、合模面平面度、合模边分段刚度 k_seg。每一项不带口径声明就不算交付——这是本讲要立的规矩
   • 口径三要素是本讲的核心决定：① 约束状态（自由态／约束态／模拟装配态）；② 测量载体（CMM 点测／全尺寸扫描）；③ 找正基准（按哪一套基准找正）。C2-10 §5.2 已判定「没说清口径的平面度代进尺寸链就是不可信输入」，并指出自由态与约束态能差一个量级；C2-16 也提出同一问题却把它推给检具课——「上游该交付哪个口径的数」此前无人认领，本讲认领它。测量方案与检具设计本身归 I5-06，本讲不重讲怎么测
   • 选哪个口径由「下游拿它算什么」决定，三个下游要的不是同一个数：C2-10 算装配后合模面的实际缝隙 → 要模拟装配态（3-2-1 定位 + 卡扣点柔性约束）的读数；C2-16 算箱→车尺寸链的非公差输入 → 要按 C2-16 主基准面找正的读数；C2-14 做批次监控 → 要一个测得快、口径全程不换的读数（可以是简化点测，但只用于看趋势，不用于定公差）。一个数三处通用，必有一处算错
   • 设计阶段没有实件时怎么交付：交「仿真值 + 标定说明（同类件的仿真—实测偏差方向与量级）+ 待首件复核标记」三件套；⛔ 不许把未标定的仿真绝对值直接填进下游尺寸链——那是在精确地算错
   • 后收缩与放置时间必须写进尺寸报告：脱模后收缩持续到成型后一段时间，不写「测量距成型的放置时间与环境条件」就无法解释同一副模具两次测不一样，也无法判定到底是模具漂了还是量早了
   • 与 C2-16 的交棒有一处引用要纠正：C2-16 的 formulas 与 exercise ② 把 w_warp 写成「由 C2-10/C2-17 交付」，而 C2-10 讲义三处都声明自己只承接不产出——正确表述是「由 C2-17 产出、经 C2-10 折算成密封补偿后再进入 C2-16 的尺寸链」。C2-10 是转手方不是产出方，这一点交付时须当面点明（改动清单见 notes）
   • 与 C2-13 的联立冻结：第 3 讲产出的分模边界必须与平台共用件边界同时冻结，交棒点是那份接口冻结清单；模具费与节拍的经济账引 C2-13 不重算
   • 本讲交付物是一张冻结前评审检查表，六行一次签掉：材料与填充体系（分部位）／壁厚与筋布及其对称性／分型面与滑块／浇口方案与预期翘曲形貌／三项交付数及其口径声明／三个下游（C2-10、C2-16、C2-14）的交棒确认

• 以为「加筋就是提刚度」，其实单侧加筋等于单侧多料、冷却与收缩不对称，刚度升了而大平面被拉得更弯；验收判据是加筋后残余翘曲量降没降，不是刚度升没升
• 以为提刚度可以靠把筋加厚，其实筋根厚度被「热节→缩痕落到外观面或密封唇边」卡住，只能加高、加密；加厚是把刚度问题换成缩痕问题（I 对筋高三次方、对筋厚一次方）
• 以为玻纤含量越高越好，其实 GF 把模量与耐蠕变提上去的同时放大各向异性收缩、抬高翘曲，还折减热熔焊界面强度并拉低激光透射焊透过率；合模面所在的大平面与基准面往矿物填充走，常比往高玻纤走更划算
• 以为脱模斜度是公差范围内的小事，其实它是系统性单向偏差：等截面直段成型出来是微锥段，沿长风道累计后把窄边尺寸吃掉一截、把 d_h 压小；气动余量必须按累计量反算，不是拍一个百分比
• 以为分型面是模具厂的事，其实分型线落位由本课定：落在蜗舌间隙区或除霜口出流唇上就是拿气动性能换成型便利，落在密封唇边旁就是拿飞边把密封件顶起，落在基准面上就是让 C2-16 的四级基准传递失效
• 以为熔接线只要不落在承压流道就安全，其实那是 H4-02／G8-03 承压件的判据；空气侧件的高应力区是合模面唇边、承力筋与安装凸台，熔接线落在那里的后果是装配拧紧开裂与合模面局部张开
• 以为模流算出的翘曲量可以直接填进下游尺寸链，其实那是自由态、脱模后、无装配约束的读数，与 C2-10 要的「装配后实际缝隙」不是同一个量；未经同类件标定的仿真绝对值只能用于方案间相对排序
• 以为交一个平面度数值就算交了差，其实自由态与约束态能差一个量级；不写「约束状态／测量载体／找正基准」的数值代进尺寸链就是在精确地算错——C2-10 §5.2 已判定它为不可信输入
• 以为一个翘曲量可以三个下游共用，其实 C2-10 要模拟装配态、C2-16 要按其主基准面找正、C2-14 要口径全程不换的快测趋势值；一个数三处用，必有一处算错
• 以为翘曲不合就先改工艺参数，其实要先看位移形貌：鼓面／塌陷指向冷却与保压，马鞍／扭转指向各向异性收缩与浇口方案，单侧弯指向筋的不对称；形貌不看就动手，八成改错对象
• 以为壳体外壁隔热与夏季结露滴水也是本课的事（登记稿曾这样写），其实整条已划归 C2-16，本课一句不写；平台复用件的「外壁结露不可免验」也在 C2-13／C2-16 那边
• 以为壳体全箱可以只挑一个牌号，其实合模面大平面（怕翘曲）与承力筋/凸台（要局部高模量）的填充体系判据方向相反，全箱一档等于在两头都不占优
• 以为先定牌号再画筋更省事，其实牌号一换收缩率与其各向异性一起变，整条尺寸链与型腔补偿量都要重算；正确次序是先算刚度需求、再挑填充体系
• 以为「等模具报价回来再调结构」是常规流程，其实分型方向一变气动型线可能整块推翻，而那时数模已冻结（C2-07 §2.6 原话「改起来极贵」）；分型评审必须落在数模冻结前

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