探析汽車門內(nèi)板注塑模具設(shè)計(jì),機(jī)械工程論文

探析汽車門內(nèi)板注塑模具設(shè)計(jì),機(jī)械工程論文內(nèi)容摘要：隨著國家經(jīng)濟(jì)和科技的飛速發(fā)展，我們國家在汽車制造工程上已經(jīng)獲得了長足進(jìn)步，并且汽車門內(nèi)板制作技術(shù)仍然在持續(xù)的發(fā)展之中。只要門內(nèi)板的質(zhì)量得到保證，消費(fèi)者的汽車才能安全、高效地運(yùn)行。在汽車門內(nèi)板制作經(jīng)過中，注塑工藝技術(shù)及其模具設(shè)計(jì)是考驗(yàn)門內(nèi)板整體質(zhì)量的重要部分，對于汽車的安全性能有著重要影響。因而，做好汽車門內(nèi)板注塑工藝技術(shù)及模具設(shè)計(jì)對于汽車門內(nèi)板質(zhì)量控制至關(guān)重要。基于此，本文從汽車門內(nèi)板制作工藝著手，首先闡述了汽車門內(nèi)板注塑工藝及其特點(diǎn)，隨后扼要分析了優(yōu)化汽車門內(nèi)板注塑工藝的有效策略，最后筆者探析了汽車門內(nèi)板注塑模具設(shè)計(jì)。以此來供相關(guān)人士溝通參考。本文關(guān)鍵詞語：汽車；門內(nèi)板；注塑工藝；模具設(shè)計(jì)；0引言縱觀近些年來我們國家汽車制造工程的發(fā)展，在汽車門內(nèi)板制作工藝技術(shù)上已經(jīng)初步成熟，基本能夠知足當(dāng)下階段各類汽車制造工程的汽車質(zhì)量要求。我們國家的汽車行業(yè)近些年來也依托著經(jīng)濟(jì)和科技逐步繁榮起來，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(yīng)用需求也為汽車門內(nèi)板的注塑工藝給出了發(fā)展契機(jī)。當(dāng)下階段我們國家汽車行業(yè)對于汽車門內(nèi)板的注塑工藝還有待優(yōu)化。從長遠(yuǎn)來看，我們國家的汽車門內(nèi)板質(zhì)量要想登上一個(gè)新的臺階，在注塑工藝技術(shù)及模具設(shè)計(jì)上必須大下工夫，不斷提高汽車門內(nèi)板的質(zhì)量，進(jìn)而保證汽車質(zhì)量及其安全性能的提高。1汽車門內(nèi)板注塑工藝及其特點(diǎn)汽車門內(nèi)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(yùn)行有著至關(guān)重要的作用。汽車門內(nèi)板采用塑料進(jìn)行加工，比重輕、工藝性能好，而且可設(shè)計(jì)性較強(qiáng)，擁有較高的耐腐蝕抗力。注塑工藝是汽車零部件加工制造經(jīng)過中比擬常用的成型工藝，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(jī)進(jìn)行螺旋攪拌，塑料粒子與機(jī)器的螺桿接觸在受力和機(jī)械剪切力的作用下被塑化，完全熔融，進(jìn)而得到成型品[1].當(dāng)下階段，我們國家汽車門內(nèi)板注塑工藝和加工制造程序已經(jīng)相比照較完善，但還有優(yōu)化的空間。2優(yōu)化汽車門內(nèi)板注塑工藝的有效策略2.1通過正交試驗(yàn)法優(yōu)化注塑工藝汽車門內(nèi)板的模具設(shè)計(jì)和加工制造經(jīng)過中，產(chǎn)品材料、構(gòu)造設(shè)計(jì)、模具方案確定之后，要想更大程度地提高汽車門內(nèi)板產(chǎn)品的質(zhì)量和安全系數(shù)，對于汽車門內(nèi)板注塑工藝必須進(jìn)行優(yōu)化。正交試驗(yàn)法能夠處理汽車門內(nèi)板塑料制件產(chǎn)生翹曲變形和收縮質(zhì)量缺陷等問題，能夠愈加精到準(zhǔn)確把握塑料制件的尺寸和精度。通過正交試驗(yàn)法來優(yōu)化汽車門內(nèi)板注塑工藝，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)過中的經(jīng)歷體驗(yàn)，將模具溫度、熔體溫度、冷卻時(shí)間、保壓時(shí)間以及保壓壓力五個(gè)因素作為正交試驗(yàn)的分析參數(shù)，能夠利用Moldflow軟件對塑料制件的填充、保壓、冷卻以及翹曲經(jīng)過進(jìn)行具體分析，通過正交表的因素組合來進(jìn)行科學(xué)模擬，進(jìn)而對汽車門內(nèi)板五個(gè)工藝參數(shù)對其質(zhì)量影響進(jìn)行極差分析、方差分析。在屢次正交試驗(yàn)之后，匯總、分析數(shù)據(jù)結(jié)果，能夠得到汽車門內(nèi)板質(zhì)量影響因素中模具溫度和保壓時(shí)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通太多目的灰色關(guān)聯(lián)分析法優(yōu)化注塑工藝通過正交試驗(yàn)法優(yōu)化汽車門內(nèi)板的注塑工藝，分析正交試驗(yàn)結(jié)果，對于塑料制件不同方向的優(yōu)化目的，實(shí)驗(yàn)結(jié)果遭到多種因素水平的影響。正交試驗(yàn)法優(yōu)化分析確定的塑料制件的工藝組合，汽車門內(nèi)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(nèi)板產(chǎn)品翹曲變形嚴(yán)重，二者難以兼顧。因而，通太多目的灰色關(guān)聯(lián)分析法來優(yōu)化汽車門內(nèi)板注塑工藝，能夠良好處理塑料制件多目的優(yōu)化問題。多目的灰色關(guān)聯(lián)分析法能夠?qū)崿F(xiàn)多目的問題歸一化，進(jìn)而提高汽車門內(nèi)板注塑工藝的整體提高。利用灰色系統(tǒng)的多目的灰色關(guān)聯(lián)分析法來進(jìn)行工藝優(yōu)化試驗(yàn)，需要對于汽車門內(nèi)板工藝參數(shù)參考序列進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度計(jì)算[2].設(shè)定系統(tǒng)特征行為x0,其相關(guān)的因素水平數(shù)量為m,序列中因素?cái)?shù)量為n,能夠?qū)ζ囬T內(nèi)板產(chǎn)品進(jìn)行翹曲量和體積收縮率對應(yīng)各序列的初值像xi進(jìn)行計(jì)算，然后利用灰色關(guān)聯(lián)度理論計(jì)算灰色關(guān)聯(lián)度y〔x0,xi〕，最后對多目的灰色關(guān)聯(lián)度進(jìn)行極差和方差分析，能夠計(jì)算不同因素下灰色關(guān)聯(lián)度均值。將多目的灰色關(guān)聯(lián)分析法和正交試驗(yàn)法相結(jié)合，能夠更好地對汽車門內(nèi)板注塑工藝進(jìn)行優(yōu)化。2.3通過二階響應(yīng)面設(shè)計(jì)法優(yōu)化注塑工藝通過二階響應(yīng)面設(shè)計(jì)法來優(yōu)化汽車門內(nèi)板的注塑工藝，首先要建立相應(yīng)的二階響應(yīng)面模型，及對于優(yōu)化目的塑料制件翹曲變形量和頂出時(shí)體積收縮率建立二階響應(yīng)面模型，然后針對模型進(jìn)行方差分析和顯著性檢驗(yàn)。通過等值線圖疊加最優(yōu)解能夠得到汽車門內(nèi)板翹曲變形量和頂出時(shí)體積收縮率的最佳參數(shù)組合，進(jìn)而優(yōu)化汽車門內(nèi)板注塑工藝[3].3汽車門內(nèi)板注塑模具設(shè)計(jì)探析3.1科學(xué)設(shè)計(jì)注塑模汽車門內(nèi)板注塑模具設(shè)計(jì)經(jīng)過中，影響模具設(shè)計(jì)的因素有很多，華而不實(shí)主要影響因素是塑件構(gòu)造和注塑機(jī)類型。對于注塑模進(jìn)行構(gòu)造分析，其主要能夠分為成型零件、滑塊、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、抽芯構(gòu)造和頂出系統(tǒng)等。汽車門內(nèi)板注塑模具的塑料粒子的加熱和塑化經(jīng)過需要利用高溫桶來進(jìn)行，模具和合成之后需要在型腔內(nèi)注入塑料粒子加工后得到的熔體材料，然后結(jié)合生產(chǎn)加工經(jīng)過中應(yīng)用到的詳細(xì)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，這因素互相影響，共同決定汽車門內(nèi)板塑料制件的塑件尺寸和構(gòu)造特征。一般情況下，汽車門內(nèi)板塑料制件的產(chǎn)品內(nèi)外表由公模來決定，而產(chǎn)品外外表由母模來決定，因而，在科學(xué)設(shè)計(jì)注塑模的經(jīng)過中，應(yīng)當(dāng)采取一模一腔的布置方式。汽車門內(nèi)板注塑模具適應(yīng)性較強(qiáng)，產(chǎn)生效率高。3.2合理選擇注塑機(jī)汽車門內(nèi)板注塑工藝的加工用到的最重要的設(shè)備是注塑機(jī)，因而，在優(yōu)化汽車門內(nèi)板注塑工藝及其模具設(shè)計(jì)經(jīng)過中，合理選擇注塑機(jī)至關(guān)重要。注塑機(jī)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(jī)的主要構(gòu)造包括注射、合模、液壓以及電氣系統(tǒng)等部分。根據(jù)合模構(gòu)造的特征大致能夠分為四種主要類型：〔1〕機(jī)械式。機(jī)械式是相比照較早期的合模構(gòu)造形式，通過機(jī)械傳動來提供合模力。〔2〕液壓式。液壓式比擬常應(yīng)用在大中型的注塑機(jī)中，其通過氣壓油缸來提供合模力，調(diào)節(jié)壓力和移模速度相比照較方便?！?〕機(jī)械液壓式。機(jī)械液壓式是結(jié)合機(jī)械式和液壓式合模構(gòu)造的優(yōu)勢而產(chǎn)生的，其運(yùn)行原理是通過液壓缸來提供初始動力，然后機(jī)械傳動調(diào)節(jié)到穩(wěn)定狀態(tài)?！?〕電動式。電動式是科技發(fā)展經(jīng)過中的新興產(chǎn)物，與前三類合模構(gòu)造形式相比精度更高層次，機(jī)械噪音和投入成本大大降低，相對來講技術(shù)水平上升到了更高層次的層次，對于精致細(xì)密注塑件愈加的生產(chǎn)加工愈加適用，其是通過溝通電來伺服電動機(jī)來提供動力。3.3設(shè)計(jì)門內(nèi)板模具澆注系統(tǒng)汽車門內(nèi)板的注塑工藝技術(shù)的提高及其模具設(shè)計(jì)經(jīng)過中，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對于加工工藝的影響也是特別重要的[4].門內(nèi)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(nèi)板塑料制件的質(zhì)量影響深遠(yuǎn)。除此之外，汽車門內(nèi)板模具的澆注經(jīng)過中，充填經(jīng)過、保壓經(jīng)過與塑料制件的質(zhì)量也有密切關(guān)系。因而，在設(shè)計(jì)門內(nèi)板模具澆注系統(tǒng)的經(jīng)過中，對于汽車門內(nèi)板的塑料制件尺寸和構(gòu)造必須進(jìn)行科學(xué)合理的考量，結(jié)合汽車門內(nèi)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(shí)際方案設(shè)計(jì)時(shí)，主要所需考量因素包括下面幾個(gè)方面：〔1〕澆口。澆口作為澆注系統(tǒng)流道與型腔的連接構(gòu)造，半圓形、圓形、矩形以及梯形等不同種類的截面選擇應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)加工需求而定。由于汽車門內(nèi)板塑料制件模具加工成型后需要與澆口進(jìn)行分離，澆注系統(tǒng)的澆口尺寸和截面形狀對于塑料制件外表質(zhì)量具有重要影響?！?〕流道。汽車門內(nèi)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(zhì)量。根據(jù)實(shí)際塑料制件加工生產(chǎn)經(jīng)過中的需求，熱流道附近還能夠選擇附加冷流道。3.4設(shè)計(jì)門內(nèi)板模具抽芯構(gòu)造和頂出系統(tǒng)汽車門內(nèi)板的注塑工藝優(yōu)化及其模具設(shè)計(jì)經(jīng)過中，要想得到質(zhì)量上乘的塑料制件產(chǎn)品，必須設(shè)計(jì)合理的模具抽芯構(gòu)造和頂出系統(tǒng)。抽芯構(gòu)造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(fù)位單元以及導(dǎo)向單元構(gòu)造組成。設(shè)計(jì)門內(nèi)板模具頂出系統(tǒng)時(shí)，頂出單元要保證塑料制件的外觀質(zhì)量，防止產(chǎn)品出現(xiàn)變形或者拉傷問題，頂出復(fù)位單元要提高模具之間的配合精度，保證頂出系統(tǒng)在工作經(jīng)過中能夠準(zhǔn)確復(fù)位。除此之外，頂出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要考量產(chǎn)品在模具中成型時(shí)產(chǎn)生的各種狀況，知足產(chǎn)品生產(chǎn)加工經(jīng)過中的質(zhì)量要求。4結(jié)束語綜上所述，在汽車制造工程中，汽車門內(nèi)板的注塑工藝技術(shù)的提高及其模具設(shè)計(jì)是汽車門內(nèi)板質(zhì)量控制的重中之重。門內(nèi)板注塑工藝及其模具設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞對于汽車的運(yùn)行安全與否影響深遠(yuǎn)。為了做好汽車門內(nèi)板質(zhì)量控制，一方面，對于汽車門內(nèi)板的注塑工藝要積極通過各種先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，另一方面，在汽車門內(nèi)板注塑模具設(shè)計(jì)上應(yīng)當(dāng)確保科學(xué)性、合理性，以提高汽車門內(nèi)板產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。除此之外，汽車門內(nèi)板生產(chǎn)制造相關(guān)技術(shù)人員要加強(qiáng)產(chǎn)品制作工藝的提升，為汽車的安全性能提供強(qiáng)有力的保障。以下為參考文獻(xiàn)[1]劉曉晶，陳曉桐，張曉華，等。鋁合金車門內(nèi)板成形工藝數(shù)值模擬及模具設(shè)計(jì)[J].哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2021,23〔0