注塑模的优化设计在cable产品中的应用研究

上海交通大学工程硕士学位论文 摘 要 I 注塑模的优化设计在 Cable 产品中的应用研究 摘 要 富士康科技集团是面向全球 PC(Personal Computer 个人电脑)产业提供电子接插件等产品的制造商。面对原材料费用，人力成本上升，接插件生产商要保持并提高产品现有的利润空间，就必须优化工艺、降低产品工时；提高产品直通率（一次合格率） ，才能降低生产成本。 论文阐述了PC接插件产业中线缆(Cable,下同)连接器的外模成型不同模具:冷流道模具,热流道模具等及其应用特点。在激烈的产业竞争中，各接插件厂商为了提高产品质量，都在积极的优化或提高模具成型的方式。其中美商 Tyco(泰科)，Melox (莫士)，台商 Wanshih(万旭)，HI-TEK(桦晟)，Acon(连展)等接插件组装厂商都是采用普通冷流道成型。富士康公司基于所有模具都由自己生产，则将成型模具转向热流道作为改善产品质量，优化设计的主攻方向。 本文从富士康公司线缆接插件模具成型的实际状况出发，统计分析各种产品成型不良的主要形式，利用因果图分析成型不良原因，确定三个工艺优化参数：成型机塑料熔体充填速度，塑胶粒熔体质量，塑胶料熔体温度。论文研究并提出了模具优化措施： 1.改变模具的类型，从普通的冷流道改变为热流道,从而改变塑胶熔体进胶浇口,建立充填速度对模穴内压的线性回归方程。 2.确定成型机温度及塑料粒下移速度的试验；最后通过正交试验，极差分析得出工艺优化的最优参数组合,并在生产线上进行实际试验，检验其有效性。 通过以上二个方面的优化，模具成型的直通率由初始的 81.5%提升到现在的99%；从经济上看，每年可以为公司节约 300 万 RMB。提高了生产线产品良品率，降低了生产成本。 关键词:关键词: Cable 连接器，热流道，工艺优化，回归方程，正交试验，极差分析 上海交通大学工程硕士学位论文 摘 要 II THE STUDIES OF OPTIMAL OVERMOLD TOOLING DESIGN OF CABLE ASSEMBLY PRODUCTS ABSTRACT Foxconn Technology Group is the manufacturer of electronic connector products and others for global PC (Personal Computer) industry. In the face of the cost rising of raw materials and labors, it is necessary to optimize the manufacturing process and reduce cycle time of products if the connector manufacturers want to improve product profit margins. Also, it is important to increase products through rate (one-time-pass ratio) in order to reduce production costs. This paper explains the PC connector overmolding methods, such as cold runner mold and hot runner mold etc. and applications features. In the fierce competition of the industry, the PC parts manufuctures are applying automatic welding method and optimizing the procedure of production in order to improve products quality. The Tyco, Molex,Wanshih, HI-TEK and Acon connector assembly manufactures are using the ordinary cold runner mold, Foxconn turn to the hot runner as the main direction through improving product quality and optimizing design. Based on the actual situation of the Cable connector molding of Foxconn, statistically analyzing the main forms of poor molding and the causes by using the fishbone figure, fixing three main parameters: Forming Machine plastic melt filling speed, melt plastic pellets, plastic material melt temperature. In this paper, the optimal tooling design approaches on hot runner are reseached and finished: 1. To change the mold type from common cold runner to hot runner to change the gate diameter of the plastic melt and establish linear regression equation of filling mold cavity pressure rate. 2. To determine the machine temperature and holding time of test to get the optimal parameters of process optimization through orthogonal test and range analysis, and to test its effectiveness on production lines. Through the optimization of above processing parameters,the improvement on the cable by hot runner overmold increase throughput yield from 81.5% to 99%.In the monetary point of view, the company can save 3,000,000 RMB every year because of increasing the prodctivity and lowering production costs. 上海交通大学工程硕士学位论文 摘 要 III KEY WORDS: cable end connector，hot runner system molding，process optimization， the regression equation，orthogonal test，range analysis 上海交通大学工程硕士学位论文 第一章 绪论 1 第一章 绪论 1.1 研究背景及意义 从 1979 年 Grid Compass 1109 这款型号电脑问世以来,个人计算机（Personal Computer 简称 PC）已历经近 30 年的发展。综观 PC 产业的发展历程，由最初的雏形 到后来的面向客户的人性化生产，我们可以看出其发展趋势-必然向着性能更全, 速度更快,重量更轻,操作更简单。但我们也看出经过 30 年的发展，PC 产业高科技的 光环早已不在，如今则已成为利润微薄的产业之一。有行业研究机构分析，计算机 行业竞争激烈，价格水平不断走低，产品同质化严重，消费者对计算机产品信息了 解完整，已经处于完全竞争状态，产业处于整合发展中。通过国内外主要上市品牌 电脑公司的历史年报中挑选出各公司主要财务数据进行对比和计算，可以得出以下 国内外品牌电脑公司 2005 年和 2009 年的公司净利率数据，如表 1。 表 1 品牌电脑公司 2005 年及 2009 年净利率表 国外品牌2 0 0 9 年2 0 0 5 年国内品牌2 0 0 9 年2 0 0 5 年 D e l l5 . 11%6 . 18 %联想0 . 17 %0 . 2 1% H PQ2 . 0 1%2 . 7 7 %方正2 . 0 1%2 . 3 3 % 富士通西门子1. 0 3 %1. 2 8 %同方0 . 9 6 %1. 0 8 % 东芝1. 0 1%1. 2 3 %宏基3 . 0 3 %4. 14% NE C1. 2 1%1. 40 %七喜2 . 9 7 %3 . 42 % G a t e w a y0 . 11%0 . 16 % 平均凈利率1. 9 8 %2 . 17 %平均凈利率2 . 0 1%2 . 2 4%凈利率凈利率凈利率凈利率数据来源: 各品牌PC 公司2 0 0 5 年及2 0 0 9 年年报, 部分数据经过计算从表 1 可以看出，国外品牌电脑公司 2005 年的平均净利率为 2.17%，2009 年下 降到 1.98%， 而国内主要品牌电脑公司则从 2005 年的 2.24%， 下降到 2009 年 2 01%， 同时 2009 年表格中的这些电脑公司除了 Dell 仅此一家公司的净利率超过 4%以外， 其余所有电脑公司的净利率都低于 4%。而 2005 年则除了 Dell 以外，中国国内品牌 电脑公司还有宏基有超过 4%的净利率，国内外各有一家超过 4%，小计 2005 年有两 家。所以整体行业的平均净利率越来越低，经营业绩好的公司越来越少。PC 行业的 运营面临着新的挑战，企业竞争空前激烈，盈利空间越来越小。对于整个行业来说， 无论国内外的企业，都将面临如何提高自身盈利能力的企业根本问题，PC 产业的发上海交通大学工程硕士学位论文 第一章 绪论 2 展已经进入了微利时代。 富士康科技集团是 PC 产业重要的零组件供应商，提供电子接插件等产品给全球 PC 产业的制造商。面对微利时代的到来，客户在不断要求接插件生产商降低产品的 价格。产品价格的不断降低，而企业经营的费用（如原物料，人力成本等）却在上 升。如接插件产品中以铜为首的原材料采购已经持续上涨近两年，虽然今年随着世 界经济增长的放缓，美元疲软和我国宏观调控力度的加大，铜价有所徘徊，但总体 而言，铜价仍在上涨。另一方面，随着基础人力的欠缺,各地出现人工慌及罢工要求 加薪等现象，各地企业纷纷调高劳动力工资以增加基础人力，如昆山地区目前最低 工资已由几年前的 850 RMB 每月涨到现在的 1200 RMB 每月。 接插件产品的售价是由原材料成本，工时费（单位人力成本*工时）等加上一定的利 润组成。现在整个消费性产业电子产品售价不断降低，电脑组装厂商也要求 Cable 连接器生产商不断降低产品价格。而原材料费用，人力成本却在上升，接插件生产 商要保持并提高产品现有的利润空间，就必须降低产品工时。只有降低每个工站的 时间，才能缩短整个产品的组装时间；