仪表板_保险杠试制模具的制造工艺

橘红色和红色，胶衣颜色与生产的产品颜色要有一定
抗腐蚀的模具专用胶衣（可选用美国产CCP071模具
的反差，便于操作者在产品脱模时能快速地识别出产
胶衣、飞罗胶衣或韩国产Cray Valley CV9982-351
品本体，方便脱模。模具胶衣的性能要求见表2。
表2 模具胶衣的性能要求
巴氏硬度/HBa 拉伸强度/MPa 拉伸模量/MPa 弯曲强度/MPa 弯曲模量/MPa 断裂伸长率/% 热变形温度/℃
模具胶衣）。胶衣分两次或3次喷涂，喷涂要均匀，
（2）制造凹模本体
待第1层初凝后再喷涂第2层，胶衣层总厚度应控制在
①凹模胶衣喷涂
0.6~0.8 mm，胶衣不能喷涂太厚，以防止凹模表面
在制作凹模(环氧树脂模具)前，首先在原型表面
产生裂纹和起皱。胶衣颜色有墨绿色、绿色、黑色、
上喷涂胶衣层，胶衣采用耐高温、硬度高、韧性好、
原型制作好后，在原型A面和B面的表面刮2~4 遍树脂灰（广东产模具专用原子灰），以填补并修整 表面；用400~1000目的砂纸按顺序依次打磨；涂抹 洁模剂（美国Axel产CW－3000）清洁原型表面，用 三坐标检测原型的精度；在已检测合格的原型表面 涂抹1遍封孔剂（美国Axel产S-19C），喷涂两遍易 打磨胶底（美国Hawkeye公司707-060），60 min 后用800~1000目的水砂纸按顺序依次打磨；打磨完 成后涂抹洁模剂清洁原模表面，并涂抹3遍封孔剂封 孔；再在原型表面喷涂高光胶衣（美国Hawkeye公 司602-021）；高光胶衣完全固化后，用800~1500 目的水砂纸按顺序依次打磨；再用水性1000目和 2000目的抛光膏（美国Hawkeye产）依次抛光，以
2010年第1期
生 产现场
SHOP
SOLUTION
模具的制造。
1 原型(母模)的制造工艺
制造原型的材料需满足易加工、热变形温度 ≥80 ℃的要求。ABS、代木树脂和硬泡PU块具有耐 磨性好、硬度高、能高速切削/打磨及尺寸稳定性好 等特点，是目前普遍使用的制作原型材料，能很好地 解决以往制作的原型尺寸精度低、表面质量差、加工 复杂等问题，同时提高了软/硬材质结合模具的制造 质量和成型产品的精度。 1.1 原型加工过程
型面与原型、树脂模具（凹模）的分型面一致。
至此制造完成，可交付使用。模具（凸模）结构示意
然后在EPE泡沫层上糊制环氧树脂背衬。先糊制
图见图2。
（刷涂）一层环氧树脂胶液，随即铺一层表面毡、一
层玻璃纤维方格布，糊制工艺与凹模一样，糊制厚度
为30~40 mm。在糊制背衬过程中，为了保证模具的
刚度、防止模具变形，与凹模一样，可以适当地粘结
去除原型表面划痕、增强表面光滑度，确保达到良好 的脱模效果；再次用洁模剂清洁原型表面的污物及 蜡质；用封孔剂再次擦拭已清洁好的原型表面3~4遍 （每遍间隔30 min），以封堵原型表面的细微针孔； 用脱模剂（美国产X-818）擦拭原型表面4~5遍（每 遍间隔30 min），可以有效保护原型表面不受损伤， 同时便于脱模；最后用三坐标复测原型的精度。自此 原型制作完成。
在原型制作过程中，首先要根据产品的设计要 求，按产品的大小、形状和成型模具所使用的材料计 算出成型模具相对于原型的收缩率，然后对产品的 3D数据进行适当处理，依据Pro/E、UG和CATIA等三 维数据通过数控加工中心切削/加工/制作原型。由于 原型结构复杂，因此在制造原型过程中，首先要对原 型外形结构进行工艺分析并拆分，再逐块加工，在三 坐标全程跟踪下拼装/粘接成原型。 1.2 原型的表面处理
开启凹模、凸模，把EPE泡沫去除干净后合模，夹紧
（2）制造凸模本体
凹模和凸模周边的快速夹头。把已经抽真空除气泡的
①凸模背衬结构制造
硅橡胶从浇注口注入模具型腔，直到排气口冒出硅橡
在制作凸模本体模具（硅橡胶模具）前,需将已
胶为止；把整个模具放入烘箱加热固化，温度控制在
经固化定型的凹模翻过来，将B面结构内的支撑填充
38 汽 车 工 艺 与 材 料 AT&M
量过多会导致失光和雾影，对附着力也有一定程度的 影响。流平剂用量受现场温度和湿度等施工条件的影 响。
4 结束语wenku.baidu.com
总之，“桔皮”现象是涂装过程中常见的涂膜 弊病之一，应努力将其控制在工艺标准允许的范围之 内。随着涂装技术的不断发展，通过改善涂料的施工 特性、降低车身底材的粗糙度、提高喷涂操作水平和 优化喷涂设备等，可以有效控制漆膜表面“桔皮”现 象，提高涂层的外观质量。A&MT
生 产现场
SHOP
SOLUTION
仪表板、保险杠试制模具的制造工艺
详细介绍了成型汽车仪表板和保险杠等零件用软/硬材质结合模具的快速制造工艺。该工艺是一 种新颖的手工制造工艺，能使成型大型、复杂的汽车内/外饰件模具的制造简单化。用环氧树脂和硅 胶软/硬材质结合制造的模具真空浇注成型的产品，能满足在产品开发/试制阶段的设计验证和搭载试 验的要求，尤其在汽车仪表板和保险杠的小批量快速试制方面的优势更为突出。
≥45
≥80
≥3 800
≥130
≥4 000
≥2.9
≥160
②凹模树脂本体制造 在原型B面结构内填充支撑填充物，以保证能承 受糊制的环氧树脂的质量，防止原型变形。待胶衣固 化后（以不粘手为宜），就可以糊制环氧树脂模具本 体，在糊制过程中一定要保证凹模树脂本体的分型面 与原型的分型面一致。将调配好的环氧树脂胶液涂刷 到原型模具的胶衣上，随即铺1层表面毡(模具表面的 防老化层，既防止方格布显露，又保证模具表面平 整、光洁)，再铺1层玻璃纤维方格布压实，待树脂固 化后用针剔除气泡。然后再涂刷树脂，再以玻璃纤维 按Z-G1-Z-G2-Z（Z表示300 g/m2无碱短切毡，G1 表示0.2 mm玻璃纤维方格布，G2表示0.4 mm玻璃 纤维方格布）的积累方法逐层糊制，保证凹模厚度为 40~50 mm（注：300 g/m2无碱短切毡为增强层，可 以提高模具的钢性；0.2 mm和0.4 mm玻璃纤维方格 布为增强层，可以提高模具的异向力学性能）。在糊 制过程中，要严格控制每层树脂液的用量——既要能 充分浸润纤维，又不能过多。树脂液含量高,一方面 使树脂液中的气泡不易排除，另一方面容易造成树脂 固化时放热大，凹模本体收缩率大。整个糊制过程分 为多次成型，每次糊制2~3层后，需等固化放热高峰 过了之后（如果树脂液较粘稠时，在常温下一般要等 60 min左右）方可糊制下一层。糊制时，玻璃纤维布 必须铺覆平整，玻璃纤维布之间的接缝应互相错开， 尽量不要在棱角处搭接。还要注意用毛刷将布层压 紧，使含胶量均匀，赶出气泡，有些情况下，需用尖
表1 模具树脂的性能
巴氏硬度/HBa 拉伸强度/MPa 拉伸模量/MPa 弯曲强度/MPa 弯曲模量/MPa 断裂伸长率/% 热变形温度/℃
≥35
≥70
≥3 500
≥130
≥3 000
≥7
≥110
2010年第1期
汽 车 工 艺 与 材 料 AT&M 39
生 产现场
SHOP
SOLUTION
铁粉或铝粉（一般不超过树脂质量的20%）。
40 汽 车 工 艺 与 材 料 AT&M
2010年第1期
生 产现场
SHOP
SOLUTION
表3 硅胶的性能要求
粘度/mPa·s 密度/g·cm-3 混合比 硬度(shore A) 拉伸强度/MPa 拉断伸长率/% 撕裂强度/N·mm-1 颜色
70 000
1.1
10:1
40
6.7
400
27
透明
的气泡，抽真空至无气泡冒出为止。
50~60 ℃，烘烤12 h后冷却至常温，开模、脱去CNC
物清理干净。首先在B面结构中铺设一层EPE泡沫，
原型，脱模时尽可能使用压缩空气断续吹气，以使凹
厚度相当于硅胶本体厚度（40~50 mm），用密封胶
模、凸模和原型逐渐分离；把整个模具型腔的A面和
带把EPE泡沫与原型及凹模本体粘牢，保证凸模的分
B面清理干净，环氧树脂和硅橡胶软/硬材质结合模具
一些支撑件和模具底板等，以完善模具背面结构，并
在凹模背面焊接支撑架，最后用环氧树脂把支架与下
模做成一体。在糊制过程中，需要注意在凸模周边做 一些与凹模配合的定位槽、预埋一些定位柱及与凹模 配合的快速夹头挂勾；根据产品的外形结构特点预留
图2 凸模结构示意图
3 结束语
若干产品浇注口及排气口；另外在凸模背衬模具上的
东风汽车公司技术中心 黄少文 王伟振 祝丽萍 孙凤梅
受国家大力发展自主品牌乘用车政策的激励， 各汽车生产企业推出了更多的新车型品种，而且整车 的开发周期越来越短，这对设计和试制人员提出了更 高的要求。汽车仪表板和保险杠这类大型零件如果用 传统方法制造，在产品开发/试制阶段就投入钢模， 必然存在周期长、费用高的问题。另外，如果不进行 实物验证而直接投产，则一旦设计存在失误，将会造 成极大的损失。硅胶和环氧树脂软/硬材质结合模具 的制造采用了一种新颖的手工制造工艺，能使成型大
图1 凹模结构示意图 2.2 凸模制造工艺
（1）配制凸模硅胶 制造凸模用的硅胶要求有很好的耐老化性能和受
热变形量小（硅胶的性能要求见表3），可选用美国 道康宁公司生产的T-4透明硅橡胶和T-4（或T-40） 硬化剂硅橡胶。首先根据凸模大小计算主剂（T-4透 明硅橡胶）用量，放入容器中充分搅匀，然后按10:1 的比例慢慢加入硬化剂（T-4或T-40硬化剂硅橡胶） 搅匀，最后放入真空箱中真空脱泡，除去硅橡胶液中
状物将气泡挑开。 ③凹模背衬结构制造 最后，根据产品的复杂程度，在凹模周边做一些
与凸模配合的定位块和定位孔，以保证通过模具生产 出来的产品厚度均匀，同时保证模具型面不致错开。 为确保模具有足够的强度、防止模具变形，可适当粘 结一些支撑件和模具底板等，以完善模具背面结构； 在凹模背面焊接支撑架，最后再用环氧树脂把支架与 下模联成一体。在常温（23 ℃左右）下糊制好的模 具固化定型48~72 h后就可以用来翻造另外一半模具 （凸模）。凹模结构示意图见图1。
（1）配制凹模树脂 模具树脂要求具有低收缩率和较高的热变形温
度（模具树脂需满足的性能见表1），可以选用法国 产RF-1051酚醛改性环氧乙烯基树脂或RM2000、 RM3000快速制模树脂。在模具树脂中加入2~2.5份 固化剂（加入量根据现场温度适当增减）后迅速搅 拌，再加入1~2份促进剂搅拌均匀（也可以先加促进 剂后加固化剂，但不得同时加入，而且严禁将固化剂 和促进剂直接混合，以防爆炸）；然后真空脱泡1~3 min，除去树脂胶液中的气泡后即可使用。冬季气温 较低时树脂粘度很大，可先将树脂在60 ℃恒温水浴 箱中加热30 min，以降低其粘度。然后将100份（质 量比）的模具树脂和6~8份的丙酮（或环氧丙烷丁基 醚）混合于干净的容器中，电动搅拌或人工搅拌均匀 后再添加固化剂和促进剂配制树脂液。为增强模具表 面的传热性和减小模具的变形，可以在树脂液中加入
硅胶和环氧树脂软/硬材质结合模具的制造分两 部分进行，首先是原型（母模）的制造，其次是成型
熔融粘度、涂层的表面张力和膜厚等，涂层表面张力 和涂料分子间引力的差值大小决定了涂膜的流平程 度。实际生产中常使用快、慢流平剂改善涂膜外观， 以消除“桔皮”、缩孔和针孔等漆膜缺陷。性能好的 流平剂能降低树脂熔融粘度，从而有助于树脂熔融混 合和颜料分散，进而提高涂料对底材的润湿性和涂层 的流平性，同时有助于消除涂层表面缺陷。把握好流 平剂的用量非常重要，对金属底色漆来讲，流平剂用 量不足会导致湿漆膜干花和铝粉排列杂乱，流平剂用 量过多会导致湿漆膜湿花、干燥缓慢；对素色漆和清 漆来讲，流平剂用量不足会导致缩孔和“桔皮”，用
2 成型模具的制造工艺
原型制作完成后，就可以用来翻制成型模具本 体。成型模具由凹模和凸模两部分组成，根据产品的 结构特点，A面的特征线多、表面质量要求高，因此 凹模（硬模）采用环氧树脂材料制作；而B面的结构 复杂、并且有拔模斜度，为了保证产品能顺利脱模和 脱模时产品不变形，凸模(软模)采用硅胶材料制作。 2.1 凹模制造工艺
型、复杂的汽车内/外饰件模具的制造简单化，具有 成型灵活、生产开发周期短、费用低、工艺性好等优 点，可以快速地将设计产品（汽车仪表板或保险杠等 零件，以下同）变为实物，为设计人员对产品结构的 合理性、装配性和美观性进行准确、直观的分析提供 了方便，实现了在设计早期能够快速反馈的目标，降 低了开发风险。