汽車門內板注塑工藝優(yōu)化和模具設計

汽車門內板注塑工藝優(yōu)化和模具設計 摘要：隨著國家經(jīng)濟和科技的飛速發(fā)展，我國在汽車制造工程上已經(jīng)取得了長足進步，并且汽車門內板制作技術仍然在持續(xù)的發(fā)展之中。只有門內板的質量得到保證，消費者的汽車才能安全、高效地運行。在汽車門內板制作過程中，注塑工藝技術及其模具設計是考驗門內板整體質量的重要部分，對于汽車的安全性能有著重要影響。因此，做好汽車門內板注塑工藝技術及模具設計對于汽車門內板質量控制至關重要。基于此，本文從汽車門內板制作工藝著手，首先闡述了汽車門內板注塑工藝及其特點，隨后簡要分析了優(yōu)化汽車門內板注塑工藝的有效策略，最后筆者探析了汽車門內板注塑模具設計。以此來供相關人士交流參考。關鍵詞：汽車；門內板；注塑工藝；模具設計0引言縱觀近些年來我國汽車制造工程的發(fā)展，在汽車門內板制作工藝技術上已經(jīng)初步成熟，基本能夠滿足當前階段各類汽車制造工程的汽車質量要求。我國的汽車行業(yè)近些年來也依托著經(jīng)濟和科技逐漸繁榮起來，加上國民用車需求不斷上升，帶動著汽車塑料制品的生產(chǎn)量大大增加。日益上升的汽車塑料制品應用需求也為汽車門內板的注塑工藝給出了發(fā)展契機。當前階段我國汽車行業(yè)對于汽車門內板的注塑工藝還有待優(yōu)化。從長遠來看，我國的汽車門內板質量要想登上一個新的臺階，在注塑工藝技術及模具設計上必須大下工夫，不斷提高汽車門內板的質量，從而保證汽車質量及其安全性能的提高。1汽車門內板注塑工藝及其特點汽車門內板是保證汽車外部安全性能的重要部件，對于汽車的安全運行有著至關重要的作用。汽車門內板采用塑料進行加工，比重輕、工藝性能好，而且可設計性較強，擁有較高的耐腐蝕抗力。注塑工藝是汽車零部件加工制造過程中比較常用的成型工藝，注塑成型是在一定的溫度條件下，通過將塑料粒子放入上料機進行螺旋攪拌，塑料粒子與機器的螺桿接觸在受力和機械剪切力的作用下被塑化，完全熔融，從而得到成型品1。當前階段，我國汽車門內板注塑工藝和加工制造程序已經(jīng)相對比較完善，但還有優(yōu)化的空間。2優(yōu)化汽車門內板注塑工藝的有效策略2.1通過正交試驗法優(yōu)化注塑工藝汽車門內板的模具設計和加工制造過程中，產(chǎn)品材料、結構設計、模具方案確定之后，要想更大程度地提高汽車門內板產(chǎn)品的質量和安全系數(shù)，對于汽車門內板注塑工藝必須進行優(yōu)化。正交試驗法能夠處理汽車門內板塑料制件產(chǎn)生翹曲變形和收縮質量缺陷等問題，能夠更加精確把握塑料制件的尺寸和精度。通過正交試驗法來優(yōu)化汽車門內板注塑工藝，應當根據(jù)實際生產(chǎn)過程中的經(jīng)驗，將模具溫度、熔體溫度、冷卻時間、保壓時間以及保壓壓力五個因素作為正交試驗的分析參數(shù)，可以利用Moldflow軟件對塑料制件的填充、保壓、冷卻以及翹曲過程進行詳細分析，通過正交表的因素組合來進行科學模擬，從而對汽車門內板五個工藝參數(shù)對其質量影響進行極差分析、方差分析。在多次正交試驗之后，匯總、分析數(shù)據(jù)結果，可以得到汽車門內板質量影響因素中模具溫度和保壓時間對于產(chǎn)品的翹曲變形問題作用最為顯著，熔體溫度和保壓壓力對于產(chǎn)品的體積收縮率影響最為顯著。2.2通過多目標灰色關聯(lián)分析法優(yōu)化注塑工藝通過正交試驗法優(yōu)化汽車門內板的注塑工藝，分析正交試驗結果，對于塑料制件不同方向的優(yōu)化目標，實驗結果受到多種因素水平的影響。正交試驗法優(yōu)化分析確定的塑料制件的工藝組合，汽車門內板最小翹曲值下體積收縮率較大，最優(yōu)體積收縮率下汽車門內板產(chǎn)品翹曲變形嚴重，二者難以兼顧。因此，通過多目標灰色關聯(lián)分析法來優(yōu)化汽車門內板注塑工藝，能夠良好處理塑料制件多目標優(yōu)化問題。多目標灰色關聯(lián)分析法能夠實現(xiàn)多目標問題歸一化，從而提高汽車門內板注塑工藝的整體提高。利用灰色系統(tǒng)的多目標灰色關聯(lián)分析法來進行工藝優(yōu)化試驗，需要對于汽車門內板工藝參數(shù)參考序列進行灰色關聯(lián)度計算2。設定系統(tǒng)特征行為x0，其相關的因素水平數(shù)量為m，序列中因素數(shù)量為n，可以對汽車門內板產(chǎn)品進行翹曲量和體積收縮率對應各序列的初值像xi′進行計算，然后利用灰色關聯(lián)度理論計算灰色關聯(lián)度y（x0，xi），最后對多目標灰色關聯(lián)度進行極差和方差分析，可以計算不同因素下灰色關聯(lián)度均值。將多目標灰色關聯(lián)分析法和正交試驗法相結合，能夠更好地對汽車門內板注塑工藝進行優(yōu)化。2.3通過二階響應面設計法優(yōu)化注塑工藝通過二階響應面設計法來優(yōu)化汽車門內板的注塑工藝，首先要建立相應的二階響應面模型，及對于優(yōu)化目標塑料制件翹曲變形量和頂出時體積收縮率建立二階響應面模型，然后針對模型進行方差分析和顯著性檢驗。通過等值線圖疊加最優(yōu)解可以得到汽車門內板翹曲變形量和頂出時體積收縮率的最佳參數(shù)組合，從而優(yōu)化汽車門內板注塑工藝3。3汽車門內板注塑模具設計探析3.1科學設計注塑模汽車門內板注塑模具設計過程中，影響模具設計的因素有很多，其中主要影響因素是塑件結構和注塑機類型。對于注塑模進行結構分析，其主要可以分為成型零件、滑塊、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、抽芯結構和頂出系統(tǒng)等。汽車門內板注塑模具的塑料粒子的加熱和塑化過程需要利用高溫桶來進行，模具和合成之后需要在型腔內注入塑料粒子加工后得到的熔體材料，然后結合生產(chǎn)加工過程中應用到的具體材料來合理選擇工藝條件。注塑模的成型部分包括公模、母模以及鑲件，這因素相互影響，共同決定汽車門內板塑料制件的塑件尺寸和結構特征。一般情況下，汽車門內板塑料制件的產(chǎn)品內表面由公模來決定，而產(chǎn)品外表面由母模來決定，因此，在科學設計注塑模的過程中，應當采取一模一腔的布置方式。汽車門內板注塑模具適應性較強，產(chǎn)生效率高。3.2合理選擇注塑機汽車門內板注塑工藝的加工用到的最重要的設備是注塑機，因此，在優(yōu)化汽車門內板注塑工藝及其模具設計過程中，合理選擇注塑機至關重要。注塑機是將加工原料注入模具來加工成各種需要的塑料制件。注塑機的主要結構包括注射、合模、液壓以及電氣系統(tǒng)等部分。根據(jù)合模結構的特征大致可以分為四種主要類型：機械式。機械式是相對比較早期的合模結構形式，通過機械傳動來提供合模力。液壓式。液壓式比較常應用在大中型的注塑機中，其通過氣壓油缸來提供合模力，調節(jié)壓力和移模速度相對比較方便。機械液壓式。機械液壓式是結合機械式和液壓式合模結構的優(yōu)勢而產(chǎn)生的，其運行原理是通過液壓缸來提供初始動力，然后機械傳動調節(jié)到穩(wěn)定狀態(tài)。電動式。電動式是科技發(fā)展過程中的新興產(chǎn)物，與前三類合模結構形式相比精度更高，機械噪音和投入成本大大降低，相對來說技術水平上升到了更高的層次，對于精密注塑件更加的生產(chǎn)加工更加適用，其是通過交流電來伺服電動機來提供動力。3.3設計門內板模具澆注系統(tǒng)汽車門內板的注塑工藝技術的提高及其模具設計過程中，澆注系統(tǒng)的設計對于加工工藝的影響也是十分重要的4。門內板模具澆注系統(tǒng)有主流道和熱流道，流道的形式對于門內板塑料制件的質量影響深遠。除此之外，汽車門內板模具的澆注過程中，充填過程、保壓過程與塑料制件的質量也有密切關系。因此，在設計門內板模具澆注系統(tǒng)的過程中，對于汽車門內板的塑料制件尺寸和結構必須進行科學合理的考量，結合汽車門內板產(chǎn)品的不同生產(chǎn)加工需求來確定澆注系統(tǒng)的適宜流道類型和布局方式。在澆筑系統(tǒng)實際方案設計時，主要所需考量因素包括以下幾個方面：澆口。澆口作為澆注系統(tǒng)流道與型腔的連接結構，半圓形、圓形、矩形以及梯形等不同種類的截面選擇應當根據(jù)實際生產(chǎn)加工需求而定。由于汽車門內板塑料制件模具加工成型后需要與澆口進行分離，澆注系統(tǒng)的澆口尺寸和截面形狀對于塑料制件表面質量具有重要影響。流道。汽車門內板模具澆筑系統(tǒng)的流道形式一般采用熱流道，熱流道能夠提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質量。根據(jù)實際塑料制件加工生產(chǎn)過程中的需求，熱流道附近還可以選擇附加冷流道。3.4設計門內板模具抽芯結構和頂出系統(tǒng)汽車門內板的注塑工藝優(yōu)化及其模具設計過程中，要想得到質量上乘的塑料制件產(chǎn)品，必須設計合理的模具抽芯結構和頂出系統(tǒng)。抽芯結構決定塑料制件整體的開模方向。頂出系統(tǒng)主要由頂出單元、復位單元以及導向單元結構組成。設計門內板模具頂出系統(tǒng)時，頂出單元要保證塑料制件的外觀質量，防止產(chǎn)品出現(xiàn)變形或者拉傷問題，頂出復位單元要提高模具之間的配合精度，保證頂出系統(tǒng)在工作過程中能夠準確復位。除此之外，頂出系統(tǒng)的設計需要考量產(chǎn)品在模具中成型時產(chǎn)生的各種狀況，滿足產(chǎn)品生產(chǎn)加工過程中的質量要求。4結束語綜上所述，在汽車制造工程中，汽車門內板的注塑工藝技術的提高及其模具設計是汽車門內板質量控制的重中之重。門內板注塑工藝及其模具設計質量的好壞對于汽車的運行安全與否影響深遠。為了做好汽車門內板質量控制，一方面，對于汽車門內板的注塑工藝要積極通過各種先進技術進行優(yōu)化，另一方面，在汽車門內板注塑模具設計上應當確?？茖W性、合理性，以提高汽車門內板產(chǎn)品的生產(chǎn)質量。除此之外，汽車門內板生產(chǎn)制造相關技術人員要加強產(chǎn)品制作工藝的提升，為汽車的安全性能提供強有力的保障。參考文獻：1劉曉晶，陳曉桐，張曉華，等.鋁合金車門內板成形工藝數(shù)值模擬及模具設計J.哈爾濱理工大學學報，2018，23（04）：122-125.2洪慎章.汽車車門把手臂注塑工藝及模具設計J.橡塑技術與裝備，2019，45（08）：44-46.3王海玲，陳世濤，崔禮春.汽車車門內板沖壓工藝方案及修邊整形模設計J.鍛壓技術，2019，44（01）：98-103，123.4伍家梅.基于CAE技術的汽車內飾板成型工藝分析與模具設計J.塑料工業(yè)，2018，46（07）：77-80.