韋鵬　韋頓　韋響　黃靈河

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們的消費(fèi)能力不斷提高，私有汽車(chē)的保有量越來(lái)越多，對(duì)汽車(chē)生產(chǎn)工藝要求也越來(lái)越高。注塑工藝是汽車(chē)內(nèi)部塑料制品的制作工藝之一，在汽車(chē)內(nèi)板注塑工藝的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，往往問(wèn)題較多，實(shí)際注塑效果不是很好。為此，我將要在本文中對(duì)汽車(chē)門(mén)板內(nèi)板注塑工藝的優(yōu)化和模具設(shè)計(jì)進(jìn)行探討，希望對(duì)促進(jìn)我國(guó)汽車(chē)制造業(yè)的發(fā)展，可以起到有利的作用。

關(guān)鍵詞：汽車(chē)門(mén)板;注塑工藝的優(yōu)化;模具設(shè)計(jì)

1 前言

當(dāng)前，汽車(chē)注塑制品和相關(guān)制造工藝發(fā)展非常迅速，但在實(shí)際注塑的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生翹曲變形的現(xiàn)象，不僅影響美觀，還影響到了實(shí)際使用效果。為了有效解決這個(gè)問(wèn)題，需要對(duì)模具注塑工藝進(jìn)行進(jìn)一步的研究，掌握注塑件變形的根本原因，然后采用仿真建模的方法，借助專業(yè)建模軟件，來(lái)建立內(nèi)板的模型，并根據(jù)相關(guān)理論和技術(shù)進(jìn)行一定的設(shè)計(jì)優(yōu)化，有效提高模具開(kāi)發(fā)的進(jìn)度[1]。同時(shí)，還應(yīng)該根據(jù)汽車(chē)注塑制品工藝的特點(diǎn)，和注塑工藝實(shí)際使用過(guò)程中產(chǎn)生的各種問(wèn)題，充分做好對(duì)注塑工藝的優(yōu)化，也可以在很大程度上提高產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。

2 汽車(chē)門(mén)板的注塑工藝優(yōu)化措施

在實(shí)際注塑生產(chǎn)過(guò)程中，由于生產(chǎn)環(huán)節(jié)比較多，各種工藝參數(shù)也比較多，一旦其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)沒(méi)有做好，對(duì)會(huì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成非常直接的影響。其中注塑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、注塑材料的選擇和模式是否設(shè)計(jì)合理，起著最為關(guān)鍵的作用。如果這幾個(gè)環(huán)節(jié)沒(méi)有做好，很容易造成產(chǎn)品出現(xiàn)比較嚴(yán)重的變形。為了有效加強(qiáng)設(shè)計(jì)的合理性，可以采用正交設(shè)計(jì)法，對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行有效的優(yōu)化，對(duì)各種設(shè)計(jì)缺陷及時(shí)進(jìn)行改正。在這個(gè)過(guò)程中，需要首先建立正交表，然后根據(jù)進(jìn)行相關(guān)的關(guān)聯(lián)試驗(yàn)結(jié)果，得到最佳的因素組合，并在該基礎(chǔ)上，做好對(duì)注塑工藝的優(yōu)化，不斷提高設(shè)計(jì)的合理性。

灰色關(guān)聯(lián)理論。各種因素對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響程度往往會(huì)存在較大的差別。因此，在采用正交優(yōu)化法進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，其設(shè)計(jì)結(jié)果也是有好有壞。在優(yōu)化過(guò)程中遇到多目標(biāo)問(wèn)題時(shí)，灰色關(guān)聯(lián)理論的優(yōu)勢(shì)得到進(jìn)一步的顯現(xiàn)。該方法在實(shí)際應(yīng)用中，會(huì)對(duì)已知的信息和未知不確定信息進(jìn)行分析，利用灰色關(guān)聯(lián)法來(lái)確定各種因素之間的關(guān)聯(lián)程度，如果關(guān)聯(lián)系數(shù)越大，表明相關(guān)程度也就越明顯?；疑P(guān)聯(lián)理論在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)該包括以下的幾個(gè)步驟：一、確定序列初值像。二、計(jì)算與相應(yīng)分量差的絕對(duì)值。三、分別取絕對(duì)序列的最大值和最小值。四、對(duì)灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)和灰色關(guān)聯(lián)度進(jìn)行計(jì)算。通過(guò)采用正交設(shè)計(jì)方法和灰色關(guān)聯(lián)理論，可以幫助汽車(chē)內(nèi)板獲得更好的工藝組合，有效提高內(nèi)部的工藝質(zhì)量[2]。

3 注塑模具的設(shè)計(jì)

在通常的情況下，會(huì)將注塑模分為成型零件、滑塊、澆筑系統(tǒng)、頂出機(jī)構(gòu)等。注塑模具的塑料加熱過(guò)程是在高溫筒中進(jìn)行的，在模具合成后，然后將熔體注入到型腔中，根據(jù)注塑材料的不同和塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，選擇合適工藝參數(shù)。注塑模具的工作適應(yīng)能力較強(qiáng)，塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)效率高，經(jīng)常采用的是模塊化加工方式。注塑模的成型部分通常由公模、母模、鑲件等組成，這些部件共同決定了塑件的尺寸和結(jié)構(gòu)。在實(shí)際注塑過(guò)程中，通常公模決定產(chǎn)品的內(nèi)表面，母模決定塑件的外表面，在設(shè)計(jì)中通常采用的是一模一腔的設(shè)計(jì)方法[3]。

對(duì)注塑機(jī)的選擇。在實(shí)際注塑件注塑的過(guò)程中，注塑機(jī)扮演著非常重要的角色，其通過(guò)將原料注入到模具中，然后加工成各種塑件。注塑機(jī)通常由注射、合模、液壓和電氣系統(tǒng)等部分組成。合模機(jī)構(gòu)可以分為四種類(lèi)型，它們分別是：一、機(jī)械式合模機(jī)構(gòu)，其經(jīng)常采用機(jī)械傳動(dòng)的方式來(lái)提供合模力，可以非常方便對(duì)壓力和速度進(jìn)行調(diào)整，在早期的合模機(jī)中非常常見(jiàn)。二、液壓式、其使用液壓缸來(lái)提供合模力，對(duì)壓力的調(diào)整非常方便，合模力較大，在大型的注塑機(jī)中應(yīng)用最多。三、機(jī)械液壓式。其將機(jī)械式合模機(jī)構(gòu)和液壓式合模機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)有效合并了起來(lái)，通過(guò)液壓缸來(lái)產(chǎn)生初始的動(dòng)力，然后經(jīng)過(guò)機(jī)械傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)，來(lái)達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)，不僅操作方便，合模力也比較大，可以實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的合模動(dòng)作。四、電動(dòng)合模機(jī)構(gòu)。其采用伺服電機(jī)來(lái)提供動(dòng)力，其運(yùn)行速度和壓力響應(yīng)較快，設(shè)備運(yùn)行噪音較低，生產(chǎn)自動(dòng)化程度高，經(jīng)常用于精密注塑件的注塑工藝中[4]。

澆筑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。澆筑系統(tǒng)可以分為普通流道和熱流動(dòng)兩種，它們的選擇對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有著非常直接的影響，和產(chǎn)品充填度和保壓過(guò)程有著非常密切的關(guān)系。在進(jìn)行澆筑系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)該有效考慮塑件結(jié)構(gòu)和尺寸等因素，很累選擇流道類(lèi)型和布局方式，其主要的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：一、澆口的設(shè)計(jì)。澆口的流道往往與型腔的接口直接相連，通常有半圓形、圓形、梯形和矩形這幾種截面形式。在塑件成型后，需要和澆口進(jìn)行分離，如果澆口尺寸設(shè)計(jì)太大，就會(huì)在塑件表面形成比較的殘余結(jié)構(gòu)。因此，應(yīng)該在澆道的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該考慮注塑材料的流動(dòng)特性，如果結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，注塑料的流動(dòng)性較差，則應(yīng)該多選擇多點(diǎn)進(jìn)料的方式，澆口的速度也不能過(guò)快，否則容易模具材料造成影響。二、對(duì)流道形式的選擇。在實(shí)際注塑過(guò)程中，多采用熱流道的形式，可以有效提高澆注的速度，能夠保證澆注的溫度，為了減少對(duì)模具的熱沖擊，也可以采用附加冷澆道的形式。主流道是從澆筑口到分流之路之間的流道。在通常的設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)將流道設(shè)計(jì)成圓錐形，且和模具的主分型面成垂直的位置關(guān)系。在熱的注塑材料注入到模具之后，會(huì)首先沿著主澆道流動(dòng)，主流道結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)是否合理，對(duì)澆筑過(guò)程有著非常直接的影響，如果設(shè)計(jì)尺寸過(guò)小，就會(huì)對(duì)填充速度造成影響，如果涉及尺寸過(guò)大，容易造成大量原料的浪費(fèi)。在通常的情況下，應(yīng)該保證注塑壓差在合理的范圍之內(nèi)，流動(dòng)過(guò)程中的溫度降也不應(yīng)該超過(guò)合理的范圍。

頂出機(jī)構(gòu)。其是將塑料從模具中脫出來(lái)的系統(tǒng)，又被稱為脫模機(jī)構(gòu)。在該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)該把握以下的幾個(gè)原則;一、在頂出機(jī)構(gòu)運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)該保證不會(huì)對(duì)塑料件產(chǎn)生拉傷、變形、破裂等外觀成型缺陷。二、保證塑件的外觀質(zhì)量良好，對(duì)于外觀要求比較高的塑件，其頂出位置應(yīng)該盡量設(shè)計(jì)在內(nèi)側(cè)，其頂出痕跡就會(huì)在塑件的內(nèi)側(cè)，不會(huì)對(duì)外觀造成太大的影響。三、在頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該保證塑件可以合理進(jìn)行脫模，整個(gè)脫模過(guò)程應(yīng)該盡量保持流暢，脫模的行程盡量要小，如果脫模的行程太長(zhǎng)，就有可能增加模具的磨損程度。四、模具脫模機(jī)構(gòu)應(yīng)該盡量簡(jiǎn)答，保證其具有較好的加工工藝性，制造成本也應(yīng)該得到保證，整個(gè)機(jī)構(gòu)應(yīng)該動(dòng)作靈活，機(jī)構(gòu)的剛度也應(yīng)該滿足要求。五、機(jī)構(gòu)在合模的過(guò)程中，應(yīng)該能夠保證脫模機(jī)構(gòu)可以準(zhǔn)確復(fù)位，避免和其它部件產(chǎn)生干涉作用。

注塑原料顆粒的大小和形狀一致性也會(huì)對(duì)這些材料的塑化加工效果和搭橋現(xiàn)象產(chǎn)生非常直接的影響。如果注塑原材料形狀一致性太差，或者其中存在太過(guò)細(xì)小的顆粒，就會(huì)直接對(duì)注塑液的流動(dòng)性產(chǎn)生較大的影響，降低注塑也的流動(dòng)性能，很容易造成搭橋現(xiàn)象的發(fā)生。此外，如果注塑顆粒表面的光滑程度過(guò)高，其塑化加工工藝性也會(huì)變差。因此，在實(shí)際選料過(guò)程中，應(yīng)該嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，保證原料顆粒尺寸的一致性，表面疏松多孔原料的性能最好，更加有利于加工。

翹曲變形。這時(shí)一種在注塑加工中經(jīng)常出現(xiàn)的現(xiàn)象，注塑成型結(jié)構(gòu)偏離了原來(lái)了理想設(shè)計(jì)尺寸。這主要是由于塑件收縮不均、冷卻不均、分析取向異性差異造成的。為了盡量減少該現(xiàn)象的發(fā)生，需要在原材料的選擇上下大工夫：在模具的設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以在冷卻方式的選擇上下大工夫，并選擇合理的頂出方式，這樣可以有效避免缺陷的產(chǎn)生。此外，在注塑工藝的設(shè)計(jì)中，可以有效結(jié)合CAE軟件，有效對(duì)可能出現(xiàn)翹曲的部分和翹曲程度進(jìn)行預(yù)測(cè)，更進(jìn)一步對(duì)注塑工藝進(jìn)行優(yōu)化，有效降低注塑件的變形量。

4 結(jié)語(yǔ)

由于汽車(chē)內(nèi)門(mén)板塑件機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，在實(shí)際注塑過(guò)程中非常容易出現(xiàn)翹曲變形的情況，應(yīng)該認(rèn)真研究問(wèn)題發(fā)生的原因，充分利用軟件設(shè)計(jì)對(duì)注塑工藝進(jìn)行優(yōu)化，合理設(shè)計(jì)注塑機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，保證注塑產(chǎn)品的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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