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1、台州职业技术学院毕业设计题 目 特种纤维增强聚酯箱体（SMC箱体） 实习单位 福建中能电气有限公司 实习岗位 销售工程师 专业班级 机电0935班 学生姓名 指导教师 老师 2012年 4 月 20 日 目 录文本成果摘要1关键词21材料选择 32、SMC材料主要技术参数 3 2.1 确定物理特性3 2.2 确定机械特性 3 2.3 确定热力特性 3 2.4 确定燃烧性4 2.5 确定介电强度43、SMC箱体模压工艺参数 3.1 温度参数 4 3.2压力参数54、模压温度对SMC成型工艺的影响5 4.1机架结构尺寸的确定 4.2机架二维和三维图的设计5、SMC外形结构设计6 5.1箱体壁厚6
2、5.2表面皮纹65.3周边飞边75.4 孔洞 76、SMC箱体内部结构设计86.1加强筋 8 6.2凸台 8 6.3圆角97、SMC箱体预埋件设计 98、SMC模压工艺中常见质量问题分析及对策9、SMC箱体（低压/高压电缆分支箱）应用方案119.1配置熔断器式隔离开关方案119.2配置塑壳断路器方案119.3配置母排方案119.4动力箱方案119.5户外高压电缆分支箱及网柜典型方案1110、SMC箱体应用图1211、结束语1312、参考文献14 特种纤维增强聚酯箱体（SMC箱体）设计 摘要：特种纤维增强聚脂绝缘材料，又称片状模塑材料（Sheet Moulding Compounds，SMC），
3、它是以不饱和聚酯树脂为粘合剂，添加玻璃纤维、填料、颜料及其它助剂，浸渍玻璃纤维纱，两面用薄膜覆盖而制成的不饱和聚酯玻璃纤维复合材料。使用该材料通过模压工艺可以制成不同形状的制品，由于其成型性、抗老化性好等特点被广泛应用在汽车工业、铁路车辆、建筑工程以及电气工业与通讯工程中。利用SMC板材制品简单拼装而成的箱体，应用在电力设备制造行业中，代替目前电力行业中广泛使用的金属材质配电设备箱体，具有下列显著的优点。 1）绝缘材料，安全系数高。SMC 具有优异的电绝缘性能，绝缘电阻高，工频介电强度高。 2）耐高低温、耐老化、美观环保。SMC 在很宽的温度范围内（-50 +160）保持良好的机械性能；耐阳光
4、和紫外线，抗老化性能良好；是造型美观，环保节能材料。 3）阻燃低烟、防腐防盗。SMC材料耐燃烧性等级为FV0级，属于难燃性材料（难燃性材料B2级），烟密度等级为22，产烟毒性危险分级为准安全级二级（ZA2）；具有良好耐腐蚀性能，可以抵抗较稀浓度酸，碱，盐的腐蚀，对多种有机溶剂，海水都有较好抵抗能力；合成非金属材料，盗之无用。 4）绝热材料，隔热效果好。SMC 属绝热材料，可以延缓外界环境温度变化对箱体内部温度的影响。 5）比重小，机械性能优异。玻璃纤维增强聚酯材料比重在1.72.0之间，质量轻；具有很高的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度。 6）无电磁屏蔽。SMC 属非金属材料，无电磁屏蔽作用，不反
5、射、不阻断微波的传播，方便无线通信，可用于远程测量与监控。型号说明：SMC 00 01 02 00 低压电缆分支箱 01 动力箱 02 高压电缆分支箱及环网柜 关键词：材料 结构 应用 设计 工艺 1、材料选择1）具有优异的电绝缘性能，绝缘电阻高，工频介电强度高。2）在很宽的温度范围内（ -50 +160）保持良好的机械性能；耐阳光和紫外线，抗老化性能良好；造型美观，环保节能材料。3）材料耐燃烧性等级为FV0级，属于难燃性材料，烟度密度等级为22，产烟毒性危险分级为准安全级二级（ZA2）；具有良好耐腐蚀性能，可以抵抗较稀度酸、碱、盐的腐蚀，对多种有机溶剂、海水都有较好抵抗能力；合成非金属材料，
6、盗之无用。4）绝热材料，可以延缓外界环境温度变化对箱体内部温度的影响。5）玻璃纤维增强聚酯材料，比重在1.7-2.0之间，质量轻；具有很高的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度。5）非金属材料，无电磁屏蔽作用，不反射、不阻断微波的传播，方便无线通信，可用于远程测量与监控。2、SMC材料主要技术参数2.1 确定物理特性见表（一）如下：表一 性能指标单位测试参照标准标准值测试值物理特性密度g/cm3GB/T 14631.75-1.95 1.81吸水性mgGB/T 1462 20 1.83成型收缩率%ISO3521 0.150.08 2.2 确定机械特性见表（二）如下：性能指标单位测试参照标准标准值测试值机
7、械特性弯曲强度MpaGB/T 1449170 210简支梁冲击强度KJ/M2GB/T 1451 90 124 2.3 确定燃烧性见表（三）如下：性能指标单位测试参照标准标准值测试值燃烧性燃烧性能CLASSGB/T 2408FVOFVO材料产烟毒性危险分级_GB/T 20285_ZA2燃烧性能分级_GB 8624_B2烟密度等级_GB/T 8627 _22 2.4 介电特性见表（四）如下：性能指标单位测试参照标准标准值测试值介电特性绝缘电阻（常态）欧米伽GB/T 14101.0x10133.0x1013绝缘电阻（浸水24h）欧米伽GB/T 14101.0x10125.3x1012介电强度KV/m
8、mGB/T 14081017.1介电损耗角正切%GB/T 14090.0150.005介电常数_GB/T 1409 4.54.1耐电弧性SGB/T 1411 180190耐漏电起痕指数（PTI）VGB/T 4207 600600 3、SMC箱体模压工艺参数 3.1 温度参数 加温的作用：增加分子热运动和分子间化学反应的能力，促使树脂塑化和固化1) 装模温度:物料放入模腔时模具的温度。一定的装模温度，有利于赶出低分子物和使物料流动，但此温度不应使物料发生明显的化学变化。模压料的挥发物含量高，不熔性树脂含量低时，装模温度应较低，反之装模温度应较高。2) 升温速度:由装模温度到最高压制温度的升温速率
9、。对快速模压不存在升温速度问题，压制温度与装模温度相同。对慢速模压制品：升温速度0.52/min。尤其是对于较厚的制品，由于模压料的导热性能较差，升温过快时，会使固化不均匀，产生内应力，甚至可能导致与热源接触部位的物料先固化，因而限定内部未固化物流的流动，不能充满模腔，造成废品。 3） 最高模压温度:根据树脂的放热曲线来确定的，看其在什么温度下基本完成固化，此温度即模压温度。测试方法：差热分析；差示扫描量热仪。4） 保温时间:目的是使制品完全固化，并消除内应力。取决于： a反应固化时间(模压料的种类)、b热量传递的时间(模压料的种类、制品结构尺寸、加热装置的热效率、环境温度) 5） 后固化处理
10、:一般制品脱模后在烘箱内进行后固化处理，目的是提高制品的固化反应程度。后固化温度不可过高，时间不可过长，以免制品热老化，使性能下降。3.2 压力参数 1）、成型压力：克服模压料的内摩擦及物料与模腔间的外摩擦，使物料充满模腔；克服物料挥发物的抵抗力及压紧制品以保证精确的形状和尺寸。取决于： a、模压料的种类、质量指标；制品的结构形状尺寸； b、薄壁制品比厚壁制品的成型压力大； c、圆柱型制品比圆锥型制品的成型压力大； d、复杂结构制品比简单结构制品的成型压力大； e、模压料流动方向与模具移动方向相反比相同时的成型压力大2）、加压时机：合理选用加压时机是保证产品质量的关键之一。 快速模压工艺不存在
11、加压时机问题。对普通模压，加压过早，树脂反应程度低，分子量小，容易造成树脂与纤维离析；加压过晚，树脂反应程度过高，分子量急剧增大，粘度过大，流动性差，不易充满模腔。 最佳加压时机应在树脂激烈反应(放出大量气体)之前。 确定方法：a、凭经验，树脂开始拉丝时即为加压时机；b、根据温度指示，接近树脂凝胶温度时进行加压(凝胶温度可用DSC测定，即差示扫描量热仪确定)；c、按树脂固化反应时气体释放量确立加压时机3）、放气充模(适用于快速模压成型) ：由于在压制过程中会产生大量的挥发性气体，特别在快速模压制品工艺中，如不采取适当的放气措施，会使制品产生气泡，分层等缺陷。在快速压制工艺中都必须采取放气措施。即压力上升到一定值后，随即卸压抬模放气，再次加压、放气，反复几次。4、模压温度对SMC成型工艺的影响采取措施尽力减小模腔内物料的内外温差，消除不均匀固化是获得高质量制品的重要条件之一模压温度是模压成型时所规定的模具温度，这一工艺参数确定了模具向模腔内物料的传热条件，对物料的熔融、流动和固化进程有决定性的影响。SMC模塑料在模压过程中的温度变化情况较复杂，
