劉磊

摘 要：本文以主機(jī)廠裝車要求為基礎(chǔ)，通過分析地板膠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與工藝流程，回顧地板膠歷史設(shè)變及問題項整改，綜合考量模具制造成本，制定地板膠發(fā)泡模設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范模具結(jié)構(gòu)、材料及尺寸，實現(xiàn)發(fā)泡模狀態(tài)準(zhǔn)確識別，并為發(fā)泡模維護(hù)保養(yǎng)和設(shè)變修模工作奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：地板膠;發(fā)泡模;設(shè)變;設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

中圖分類號：TQ336 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）22-0047-03

Research and Application of Carpet Foaming Mould Design Standard

LIU Lei

Abstract： Based on the loading requirement of the main engine plant， this paper analyzed the structure and technological process of the floor glue products， reviewed the history of the floor glue and the rectification of the problems， comprehensively considered the manufacturing cost of the mould， formulated the design standard of the floor glue foam mould， standardized the structure， material and size of the mould， and realized the accurate identification of the foam mould state， and for the development of the foam mould. Foundation is laid for maintenance and modification of foam mould.

Keywords： carpet;foaming mould;design modification;design standard

地板膠是商用車的一個重要部件。但目前，生產(chǎn)地板膠所用的發(fā)泡模缺乏嚴(yán)格的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，以致于現(xiàn)有的發(fā)泡模無標(biāo)準(zhǔn)參考，對日后維護(hù)保養(yǎng)和設(shè)變修模相關(guān)判定造成一定混亂。制定規(guī)范的發(fā)泡模設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)并加以運(yùn)用，能正確判定發(fā)泡模狀態(tài)，控制發(fā)泡模制造成本，是今后開發(fā)新發(fā)泡模的前提條件。

1 地板膠發(fā)泡工藝及發(fā)泡模結(jié)構(gòu)介紹

地板膠的生產(chǎn)流程如圖1所示。

地板膠發(fā)泡工藝為將吸塑成型的皮料以保持形狀的形式放置于發(fā)泡模中，接著在發(fā)泡模中注入充分混合的發(fā)泡基料，然后閉合發(fā)泡模的上下模，讓基料在發(fā)泡模指定的有限空間內(nèi)發(fā)泡膨脹，最后固化并粘合于皮料的整個過程。

發(fā)泡工藝作為地板膠生產(chǎn)過程中最重要、最復(fù)雜的一環(huán)，容易出現(xiàn)異常。該工藝對發(fā)泡模的設(shè)計和制作具有較高的要求[1]。

發(fā)泡模主體結(jié)構(gòu)可分為上模、下模、鎖模機(jī)構(gòu)、動力機(jī)構(gòu)和翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。發(fā)泡模主體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

2 地板膠發(fā)泡模的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

為制定地板膠發(fā)泡模的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，首先要從舊發(fā)泡模著手，以其為基本樣式，通過檢測發(fā)泡模上的各細(xì)節(jié)尺寸，結(jié)合歷史設(shè)變和問題項整改，將設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)定在合理范圍內(nèi)，同時滿足地板膠正常生產(chǎn)，并降低發(fā)泡模制作成本。

2.1 上下模的樹脂型面層

使用手電鉆搭配2mm直徑加長麻花鉆，垂直于樹脂型面層向下鉆孔，通過鉆穿與否來確定該處樹脂層的大概厚度。在樹脂層多處運(yùn)用此法，計算平均厚度。

測量地板膠至發(fā)泡模邊緣的投影距離。綜合多套發(fā)泡模的數(shù)據(jù)，并考慮調(diào)整地板膠長寬尺寸和發(fā)泡料厚度的設(shè)變，確定標(biāo)準(zhǔn)邊緣投影距離和樹脂層厚度。最終發(fā)泡模型面尺寸還需按產(chǎn)品材料收縮率進(jìn)行放大。

根據(jù)皮料吸塑成型形變量的大小，確定發(fā)泡模型面通氣孔的布局和密度，下模所有凹型面均需布置通氣孔，型面變化越大，通氣孔密度越大;型面的四個邊緣，同樣需要布置通氣孔。要求上模型面邊緣簡單打磨出數(shù)道淺槽，用于合模發(fā)泡時模具內(nèi)部排氣，淺槽位置統(tǒng)一在員工操作側(cè)附近。地板膠在模具中的示意圖如圖3所示。

2.2 上下模的金屬結(jié)構(gòu)

上下模主體框架采用鋼板井字框架，根據(jù)舊發(fā)泡模實物測量數(shù)據(jù)和模具維修保養(yǎng)記錄，將鋼板間距定為（350±50）mm，滿足發(fā)泡模強(qiáng)度要求。因鋼板、樹脂、玻璃纖維需要足夠的粘合面積來增加強(qiáng)度，上下模鋼板最低高度定為150mm，總體強(qiáng)度效果較好。下?？蚣芨鞣礁裰g的鋼板需開孔來保持相互通氣。上下模底板要求使用螺紋連接，螺釘均衡布局，上模螺釘數(shù)量不低于14顆，下模螺釘數(shù)量不低于25顆，下模需另加軟膠墊增加氣密性。

加熱水路布置于上下?？蚣軆?nèi)，樹脂層之下，作用是讓發(fā)泡模型面保持一定溫度，提高發(fā)泡效率。管路按照間距250mm左右的列隊進(jìn)行布局?？紤]到與地板膠有裝配關(guān)系的門檻壓條容易有較大尺寸設(shè)變，因此，在盡量少影響保溫作用的基礎(chǔ)上，減少管路雙端長度各50mm。下模內(nèi)部示意圖如圖4所示。

發(fā)泡作業(yè)時，員工需要經(jīng)常彎腰在發(fā)泡模內(nèi)擺放皮料，下模型面層的距地高度直接影響員工作業(yè)難度。新標(biāo)準(zhǔn)以下模型面層上表面最低處為基準(zhǔn)，將距離地面高度550～600mm定為員工正常作業(yè)的最佳高度。

發(fā)泡模統(tǒng)一使用M16膨脹螺栓固定于地面，要求每個支撐腳布置一顆膨脹螺栓。

各個舊發(fā)泡模框架外的掛料鉤、扎料釘?shù)臉邮讲唤y(tǒng)一，對員工作業(yè)步驟造成影響。新標(biāo)準(zhǔn)重新進(jìn)行了定義，統(tǒng)一了掛料鉤、扎料釘?shù)臉邮?，并將安裝位置也固定下來，其中要求扎料釘布置密度隨型面變化的大小而增多或減少。

2.3 翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)

翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)具體尺寸因地板膠產(chǎn)品的不同而不同，樣式參照舊發(fā)泡模。新標(biāo)準(zhǔn)對翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的尺寸范圍進(jìn)行了定義，并將翻轉(zhuǎn)軸徑固定為50mm，要求對軸和軸套進(jìn)行熱處理，且熱處理后軸配合部分的強(qiáng)度要高過軸套。

舊發(fā)泡模的開模角度不統(tǒng)一，安全裝置不統(tǒng)一，給發(fā)泡模的維護(hù)增加了不少麻煩。新標(biāo)準(zhǔn)通過調(diào)整翻轉(zhuǎn)座和限位板的位置來統(tǒng)一開模角度。發(fā)泡模開模示意圖如圖5所示。

安全裝置是防止上模異常下滑的重要機(jī)構(gòu)。但是，根據(jù)操作員工的反饋，舊發(fā)泡模的安全裝置偶爾會產(chǎn)生運(yùn)動異常的情況。經(jīng)診斷，確認(rèn)問題為安全裝置內(nèi)推桿產(chǎn)生松動，致使接近開關(guān)發(fā)出錯誤信號。新標(biāo)準(zhǔn)對安全裝置的規(guī)格做了統(tǒng)一，并給推桿增加導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，限制推桿轉(zhuǎn)動，從而防止推桿松動。

2.4 動力機(jī)構(gòu)

動力機(jī)構(gòu)中的液壓缸均采用雙作用單活塞桿液壓缸。因舊發(fā)泡模曾產(chǎn)生過限位板限位失效的問題，導(dǎo)致液壓缸過度頂出損壞模具。新標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整了下模液壓座的高度，并將液壓缸行程減少到350mm。另外，考慮到舊發(fā)泡模至今未曾拆卸過上模液壓座，推斷出不需要有拆卸功能，新標(biāo)準(zhǔn)取消了上模液壓座上無用的螺釘孔，將液壓座固定方式改為焊接固定，新增液壓缸固定軸熱處理。

2.5 鎖模機(jī)構(gòu)

鎖模機(jī)構(gòu)采用新開發(fā)的鉤爪斜楔樣式，液壓缸帶動斜楔給予鉤爪向下的力，達(dá)到上下模鎖緊效果。新鎖模機(jī)構(gòu)的鎖模效果比舊鎖模機(jī)構(gòu)顯著提高，減少了發(fā)泡模溢料的浪費(fèi)。新鎖模機(jī)構(gòu)已經(jīng)在舊發(fā)泡模上進(jìn)行實驗，并已推廣。

3 新設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)用

在最新開發(fā)的某右舵車地板膠發(fā)泡模中，采用了此次制定的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)和舊發(fā)泡模的開發(fā)過程對比，該發(fā)泡模設(shè)計用時減少;加工發(fā)泡模的過程中，指導(dǎo)模具工人的時間顯著減少。設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的實施，還減少了加工發(fā)泡模所用的材料和配件成本，優(yōu)化了發(fā)泡作業(yè)效率。該發(fā)泡模投入生產(chǎn)后，發(fā)泡模自身問題所導(dǎo)致的生產(chǎn)異常顯著減少，生產(chǎn)的地板膠質(zhì)量穩(wěn)定，滿足主機(jī)廠裝車要求。在收到主機(jī)廠設(shè)變資料后，快速識別發(fā)泡模狀態(tài)并將評估報告反饋給主機(jī)廠，得到了主機(jī)廠的認(rèn)可。新開發(fā)的地板膠發(fā)泡模如圖6所示。

4 結(jié)語

通過制定地板膠發(fā)泡模設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，在滿足生產(chǎn)需求的同時，實現(xiàn)了對新開發(fā)的發(fā)泡模的狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確識別，減少判定維護(hù)保養(yǎng)和設(shè)變修模時的混亂，對后續(xù)相關(guān)工作起到了較大改善作用，并降低了發(fā)泡模制作成本，為今后開發(fā)發(fā)泡模打下了堅實的基礎(chǔ)。此次研究所得到的多個數(shù)據(jù)，還可為其他樹脂材質(zhì)模具設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的確定提供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]成大先.機(jī)械設(shè)計手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.