丁志勇，劉倩倩，王永森，萬(wàn)朝華，廖宏輝，李超輝

(江鈴汽車(chē)股份有限公司, 江西南昌 330008)

0 引言

汽車(chē)工業(yè)高速發(fā)展，市場(chǎng)需求漸趨多樣化，車(chē)身改款升級(jí)速度隨之日益加快。作為汽車(chē)的重要裝飾件，保險(xiǎn)杠的造型美觀(guān)性和外觀(guān)質(zhì)量也受到越來(lái)越多的關(guān)注?？梢暶姹M量不要出現(xiàn)飛邊、縮痕、熔接線(xiàn)及分模線(xiàn)等明顯的缺陷，盡量通過(guò)零件結(jié)構(gòu)和成型工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)達(dá)到減少產(chǎn)品外觀(guān)缺陷、降低注塑成型難度和減少后處理投資的目的。因此,在產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)前期，結(jié)合產(chǎn)品特點(diǎn)和模具結(jié)構(gòu)，進(jìn)行汽車(chē)保險(xiǎn)杠的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)具有重要的意義。

1 保險(xiǎn)杠分型線(xiàn)概念介紹

模具上用于取出塑件和(或)澆注系統(tǒng)冷凝料的可分離的接觸表面稱(chēng)為分型面[1]。分型面與塑件的接觸線(xiàn)稱(chēng)為分型線(xiàn)。分型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理與否，將直接影響著塑件質(zhì)量、模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜度及模具壽命等。其中，不影響塑件外觀(guān)質(zhì)量是分型面選擇的基本原則之一。

根據(jù)分型線(xiàn)是否外露于零件外觀(guān)可視面，將它分為外分型線(xiàn)和內(nèi)分型線(xiàn)。外分型模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是分模線(xiàn)外露和由于模具制造工藝導(dǎo)致的飛邊等外觀(guān)質(zhì)量問(wèn)題令很多主機(jī)廠(chǎng)和顧客不能接受；內(nèi)分型模具無(wú)論是加工誤差還是長(zhǎng)期使用后產(chǎn)生的飛邊都不會(huì)影響零件的外觀(guān)[2]，但是模具相對(duì)比較復(fù)雜，投資成本較高。如圖1所示，A面為保險(xiǎn)杠的外觀(guān)可見(jiàn)面,B面為保險(xiǎn)杠與翼子板結(jié)構(gòu)配合的非可見(jiàn)面，PL1為外分型線(xiàn)，PL2為內(nèi)分型線(xiàn)。通常，根據(jù)外觀(guān)質(zhì)量要求和零件結(jié)構(gòu)特征選取適宜的分型面及分型線(xiàn)。

圖1 前保險(xiǎn)杠側(cè)部橫截面

2 保險(xiǎn)杠分型線(xiàn)選擇對(duì)外觀(guān)的影響分析

2.1 案例問(wèn)題介紹

如圖2所示，某款汽車(chē)前保險(xiǎn)杠本體在試模過(guò)程中出現(xiàn)產(chǎn)品翻邊處區(qū)域1及對(duì)稱(chēng)區(qū)域2與模具成型結(jié)構(gòu)接觸拉傷的問(wèn)題，即使后處理也無(wú)法消除外觀(guān)缺陷。質(zhì)量部門(mén)不能接受此問(wèn)題。

圖2 某車(chē)型保險(xiǎn)杠翻邊處拉傷

2.2 案例原因分析

如圖3所示，為了保障保險(xiǎn)杠擁有良好的外觀(guān)，設(shè)計(jì)前期模具時(shí)，產(chǎn)品兩端區(qū)域3和對(duì)稱(chēng)區(qū)域4采用內(nèi)分型，產(chǎn)品內(nèi)分型倒扣量為6 mm。

圖3 某車(chē)型保險(xiǎn)杠

產(chǎn)品開(kāi)模過(guò)程如下：

(1)同步頂出過(guò)程。模具開(kāi)啟，動(dòng)模板在注塑機(jī)作用下垂直分型面向定模反方向運(yùn)動(dòng)。在外置機(jī)械拉鉤的作用下，直頂和斜頂同步頂出，零件留在定模。如圖4所示，在此同步頂出過(guò)程中，拉桿帶動(dòng)產(chǎn)品橫向運(yùn)動(dòng)，使其產(chǎn)生9 mm塑性變形,零件定模倒扣處脫離型腔。

(2)一次頂出。同步頂出后，模具完全開(kāi)模，產(chǎn)品恢復(fù)變形。大斜頂在油缸的作用下頂出，脫離翼子板區(qū)域的倒扣。

(3)二次頂出。小直頂將產(chǎn)品從大直頂頂出，取下產(chǎn)品。

如圖5所示，在開(kāi)模過(guò)程的第一階段，產(chǎn)品由位置A變形到位置B,此變形導(dǎo)致翻邊處區(qū)域1及對(duì)稱(chēng)區(qū)域2鼓起。鼓起部位在與定模型腔分離的過(guò)程中發(fā)生摩擦，進(jìn)而產(chǎn)生拉傷問(wèn)題。

圖4 同步頂出過(guò)程

圖5 保險(xiǎn)杠塑性變形整體圖

2.3 案例問(wèn)題解決方案

減少保險(xiǎn)杠內(nèi)分型脫模拉傷問(wèn)題可從以下幾個(gè)方面入手：

2.3.1 減少倒扣量

內(nèi)分型倒扣量越多，拉塊拉動(dòng)保險(xiǎn)杠變形量越大，下側(cè)翻邊鼓起量也越大，拉傷情況越嚴(yán)重。在保證分模線(xiàn)不外漏和滿(mǎn)足其他精致工藝標(biāo)準(zhǔn)的情況下，減少倒扣量可避免出現(xiàn)拉傷問(wèn)題。

2.3.2 弱化拉傷處翻邊

下側(cè)翻邊，即大斜頂與大直頂分割位置，建議不要做太寬。一方面翻邊越寬，剛度越大，產(chǎn)品不易被拉變形，倒扣不易被拉出；另一方面，翻邊越寬，變形時(shí)鼓起面積越大，開(kāi)模時(shí)越易拉傷。 一般翻邊需要作皮紋處理的，建議做到30 mm以?xún)?nèi)， 如果是噴漆，翻邊可以適當(dāng)寬一些。圖6為減小易拉傷區(qū)域翻邊強(qiáng)度示例。

圖6 弱化翻邊區(qū)域示例

2.3.3 部分改為外分型

外分型模具在開(kāi)模瞬間首先實(shí)現(xiàn)保險(xiǎn)杠與定模的分離，即不需要通過(guò)保險(xiǎn)杠的塑性變形來(lái)實(shí)現(xiàn)定模的順利開(kāi)啟[3]。

如圖7所示：PL3為產(chǎn)品主體內(nèi)分型線(xiàn)，將離翻邊有一定距離處的C段改為外分型線(xiàn)PL4。由于PL4部分沒(méi)有倒扣的存在，在PL3部分被橫向拉動(dòng)時(shí)，零件變形量很小，故不會(huì)產(chǎn)生拉傷問(wèn)題。

圖7 分型線(xiàn)變化

2.4 問(wèn)題解決效果

上述幾種方法在前期保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)時(shí)均是避免開(kāi)模拉傷的有效方法。但在試模階段，本著對(duì)模具改動(dòng)最小的原則，結(jié)合此產(chǎn)品的特點(diǎn)，采取了在拉傷處翻邊區(qū)域增加鋸齒狀結(jié)構(gòu)的方法，有效解決了問(wèn)題。鋸齒狀結(jié)構(gòu)將拉傷區(qū)域的變形量分散，有效避免了零件與定模型腔的接觸摩擦。圖8所示為變更后零件，改良狀態(tài)被質(zhì)量部門(mén)接受。

圖8 拉傷區(qū)域改良狀態(tài)

3 總結(jié)

依據(jù)保險(xiǎn)杠分型線(xiàn)選擇的不同，零件外觀(guān)質(zhì)量和生產(chǎn)問(wèn)題會(huì)有所差異。內(nèi)分型線(xiàn)模具可以避免外分型分模線(xiàn)外露問(wèn)題，但同時(shí)也潛在零件變形拉傷問(wèn)題。

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師應(yīng)該懂得成型加工的知識(shí)，對(duì)模具結(jié)構(gòu)有所了解，著力提升產(chǎn)品開(kāi)發(fā)力度。在成型工藝設(shè)計(jì)前期，模具廠(chǎng)應(yīng)充分考慮主機(jī)廠(chǎng)的精致工藝標(biāo)準(zhǔn)，從成型方面對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及時(shí)提出優(yōu)化設(shè)計(jì)的建議，盡量減少產(chǎn)品成型階段質(zhì)量問(wèn)題的產(chǎn)生。

參考文獻(xiàn):

[1]齊曉杰.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2015：51.

[2]孫為.內(nèi)藏式分型線(xiàn)汽車(chē)外飾件模具的基本結(jié)構(gòu)[J].模具工業(yè),2006,32(9):62-65.

SUN W.Basic Structure of Mould with Hidden Parting Line for Automotive Trim Component[J].Die & Mould Industry,2006,32(9):62-65.

[3]盛俊華，王曉.內(nèi)分型線(xiàn)保險(xiǎn)杠的模具設(shè)計(jì)[C]//2008中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集.天津,2008:736-741.