汽车仪表盘装饰面板注塑模设计及其工艺参数优化

汽车仪表盘装饰面板注塑模设计及其工艺参数优化

发表时间：2019-12-24T09:40:48.667Z 来源：《工程管理前沿》2019年第22期作者：董哲[导读] 近年来，汽车领域市场竞争日趋激烈，汽车产品更新换代的速度也逐步加快摘要：近年来，汽车领域市场竞争日趋激烈，汽车产品更新换代的速度也逐步加快，汽车厂家为满足市场需求，需要不断推出新的车型或使用新的部件。在中国汽车制造业发展需求的刺激下，中国汽车模具也迅猛发展，逐渐从中低端向高端市场发展，汽车模具行业面临良好的发展机遇和巨大的发展潜力。以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为薄膜材料,对仪表盘外壳进行模外装饰(OMD)贴膜,采用有限元方法对该

成型过程进行模拟仿真,获得了薄膜厚度的分布及其在x、y方向变形分布,分析了影响薄膜成型的因素。以成型后薄膜厚度平均值的标准偏差及其在x、y方向变形量的标准偏差同时最小为目标,采用试验设计(DOE)中的正交数组法对其各项工艺参数进行优化分析。汽车仪表盘装饰面板注塑模设计及其优化工艺也十分重要，本文从优化汽车仪表盘的装饰面板出发，深入探讨装饰面板注塑模设计及其公艺优化参数。

关键词：汽车仪表盘；装饰面板；塑模设计；工艺参数优化；引言

汽车仪表板总成是汽车内饰件的重要组成部分，在汽车配件中，所有与仪表板相关的零件统称仪表板总成。仪表板与副仪表板组成正副仪表板，仪表板总成是汽车最大的一个总成系列。在汽车内饰件中，仪表板是集安全性，舒适性，与装饰性于一体的部件，汽车仪表板一般分为硬质与软质两种，随着安全气囊的安装，软质仪表板已失去对人的安全性要求，因此只要外观质量得到保证，采用低成本的硬质仪表板是完全可行的。

一、塑件外观要求与结构分析

1.1在现代社会，汽车对人们生活的影响越来越大。随着社会的发展，人们对汽车的要求也越来越高，不仅要求汽车有良好的使用性能，还要求汽车外饰内饰的和谐统一，满足审美要求。汽车的内饰主要由塑料件构成，因此汽车注塑模具的质量是影响汽车内外饰的重要因素。模具结构根据汽车仪表板中央装饰件的结构特点与外观要求，模具采用热流道浇注系统。塑件由于尺寸大，形状复杂，模具分型面高低落差大，熔体填充困难。经模流分析，采用2点顺序阀热流道进胶的方案。外侧面共有3个倒扣，采用滑块侧向抽芯结构，其中S1，S2采用动模“斜导柱+滑块”的抽芯结构，S3由于塑件沿倒扣脱模方向有斜度，因此采用动模“油缸+斜滑块”组合抽芯结构。汽车副仪表板（又名中央通道）是用来操控挂换档，放置茶杯等物件的一个机构，位于驾驶室正中位置。不同的车系副仪表板有不同的配置，同一车系依据高低档次配置也不尽相同。副仪表板为内饰件，在汽车内饰件中，是复杂程度仅次于仪表板的内饰件，外观要求高，副仪表板表面需做皮纹。

1.2模具合理地设计了汽车内饰件副仪表注塑模具，根据塑件的结构与塑件材料性能，设计了合理的大滑块拉变形后强制脱模的脱模机构，实现了塑件两侧翻边区域整体变形脱模，取得了10度左右的变形值，该结构稳定可靠，塑件取得了满意的质量。由于副仪表台两侧翻边太高，只是单一的强制脱模，底部拉变形顶出时对上端部区域不起作用，强脱倒扣量大。因此只能依靠产品向外侧变形一定角度后，使内侧倒扣脱离动模仁。由于产品材料为PP-TD20，材料本身具有良好的弹性，因此考虑到产品的材料与结构具有一定的变形能力，利用两侧大滑块拉动产品向外侧变形，从而实现所需要的变形脱模。

二、模具加工优化方案

2.1汽车模具行业的发展与汽车工业的高速发展息息相关。2017，年中国汽车产销完成2902万辆和2888万辆，连续九年蝉联全球第一。2018年上半年，中国汽车产销继续增长。同时随着电动汽车与无人驾驶技术及新能源汽车时代的到来，中国汽车正在向着数据空间、第二居所空间、办公空间、智能空间的新功能理念发展，自动驾驶时代下的内饰变革使得汽车模具未来将在创新应用领域紧跟应对这样的需求，汽车轻量化的技术需求与汽车零件优化制造，为模具新技术、新应用提供了更加广泛的空间。当今，模具创新与技术进步突飞猛进，以新技术、新材料、新成形带动了模具新结构、新产品，技术创新驱动特征明显。部分模具企业创新已从跟踪为主转向跟踪和并跑的新阶段，一批企业已进入国际制造第一方阵。加快行业提质增效和优化升级，模具产品继续向大型、精密、高性能、集成化方向发展也带动模具装备的大型化、专业化、复合化，模具装备的持续稳定工作、良好的精度保持，仍是模具企业对装备判断的最重要指标，模具加工正在向高精度、高稳定性、高效率方向发展。

2.2汽车的核心零部件中，附加值较高的主要有发动机的进排气门、发动机连杆、变速器齿轮中的同步器锥环、油泵主从动齿轮等，在这些零部件的生产中，主流的核心技术便是粉末冶金技术及模具制造。而在粉末冶金模具的制造中，数控电火花加工是一种举足轻重的工艺方法，模具的冲头、型腔等基本上都需要进行放电加工。生产这类模具往往需要大批量的数控电火花加工机床才能满足模具制造周期的要求。为降低汽车冲压模具的成本，要从根本上减少材料浪费的问题。当出现某个车型上市后出售情况不够理想，生产量低于预期目标的情况时，就造成了冲压模具的浪费。为避免这种情况的发生，可以根据车型预期最低制造量选择材质，在汽车模具生产时进行预留，确保后期模具出现浪费时可以及时进行改进。对于一些小型的标准件，可以利用大型冲压件的废料进行加工，达到降低标准件的生产成本的目的。设法降低工艺废料，提高材料的利用率是目前汽车冲压模具发展的趋势。

三、工艺参数优化前后比较

3.1汽车塑件为外观件，表面镀铝，属于高光电镀件，外表面有大面积花纹，用于表面装饰。车灯是汽车配套必不可少的重要安全装置与装饰件，反射镜由于高温工作的环境，以及具有反射聚光作用，需要采用收缩率几乎为0，且具有耐热，阻燃，极强抗蠕变性的预制整体模塑料（BMC）热固性塑料成型。为此发展BMC材料的注塑成型工艺替代压铸成型工艺已成必然趋势。将干燥后塑料粒子在注塑机中通过螺杆剪切和料桶加热熔融後注入模具中冷却成形，是仪表板制造应用最广泛的加工工艺，用来制造硬塑仪表板本体、吸塑和软质仪表板的骨架及其它大部分相关零件。硬塑仪表板材料多使用PP，仪表板骨架的材料主要有PC/ABS、PP、SMA、PPO（PPE）等改型材料。其它零件则根据作用、结构和表观要求的不同另选择ABS、PVC、PC、PA等材料。注塑工艺在四、五十年代迅速兴起後，得到了大力发展，经过在设备、模具上的不断增加、改造、选装不同用途的设备，使注塑工艺形成多种分工艺：如气辅注塑、顺序阀注塑、复合注塑、嵌件注塑、双色注塑、二次注塑等。

四、结语

本文以“塑件结构分析”，“模具结构分析”等过程为例。对每一类典型的结构，如汽车前后盖注塑模等类型的模具设计也有详细的阐述。仪表板的生产中针对不同的零件和要求，还有很多工艺门类，如水转印、吹塑、植绒、电镀等，在仪表板的制造中起着不可或缺的作用。随着现有工艺经验的积累，各工艺门类日臻完善；科学技术的发展给新工艺的产生创造无限机会。两者的结合给仪表板工艺发展描绘美好蓝图，同时也给整车填色，满足消费者多元化和高性价比的要求。

参考文献

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