汽車發(fā)泡模具的設(shè)計(jì)開發(fā)研究

摘 要：針對汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展現(xiàn)狀，及其對發(fā)泡模具生產(chǎn)行業(yè)提出的嚴(yán)格要求，在簡單介紹汽車發(fā)泡模具基本開發(fā)流程和要求的基礎(chǔ)上，結(jié)合近年來相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，提出汽車發(fā)泡模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)與注意事項(xiàng)，并總結(jié)在實(shí)際操作過程中需要注意的問題，以此為發(fā)泡模具設(shè)計(jì)開發(fā)水平的提高，產(chǎn)品質(zhì)量保證提供可靠的參考借鑒。

關(guān)鍵詞：汽車產(chǎn)業(yè)；發(fā)泡模具；模具設(shè)計(jì)開發(fā)

中圖分類號：TG76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）26-0302-02

如今，汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展使發(fā)泡模具產(chǎn)業(yè)也得到明顯進(jìn)步，尤其是座椅類、遮陽板、地毯隔音、天窗板等的發(fā)泡模具，都需要緊跟汽車產(chǎn)業(yè)實(shí)際發(fā)展進(jìn)程，為保證模具產(chǎn)品質(zhì)量，切實(shí)滿足客戶提出的基本要求，因積極做好模具設(shè)計(jì)開發(fā)。

1 汽車發(fā)泡模具基本開發(fā)流程

對于汽車發(fā)泡模具，其開發(fā)必須制定一套可行且合理的流程，如果開發(fā)流程不合格，則會延長開發(fā)周期，拖慢響應(yīng)速度，無法及時(shí)滿足用戶各項(xiàng)要求，產(chǎn)生一系列不利影響，甚至帶來不良后果。因此，開發(fā)流程制定對相關(guān)技術(shù)人員提出了很高的要求，在實(shí)際的設(shè)計(jì)開發(fā)工作中，需要充分考慮下列要點(diǎn)與注意事項(xiàng)。

2 汽車發(fā)泡模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)與注意事項(xiàng)

對汽車的發(fā)泡模具而言，其鑄件不僅要沒有裂縫等問題，而且設(shè)計(jì)必須做到合理可行，現(xiàn)結(jié)合相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，提出以下設(shè)計(jì)建議：

（1）若客戶要求嚴(yán)格按照樣件進(jìn)行開模，則應(yīng)先對樣件實(shí)施測繪，同時(shí)開展3D造型，完成3D測繪之后，相關(guān)數(shù)據(jù)資料需要采用剪樣板和實(shí)物進(jìn)行比對與檢驗(yàn)，完成檢驗(yàn)并確認(rèn)無誤后，將其發(fā)送至客戶，待客戶辦理好相關(guān)手續(xù)之后，開始開模設(shè)計(jì)；若客戶可以提供實(shí)物對應(yīng)的2D圖樣或3D圖樣，同時(shí)要求按照圖樣基本要求進(jìn)行開模，則可直接進(jìn)入到正式的開模設(shè)計(jì)工作當(dāng)中[1]。

（2）每個(gè)客戶都有不同的機(jī)臺安裝接口形式，如三維尺寸，上模和下模具體安裝方式，以及冷卻水管所用接口方式等，對此，模具設(shè)計(jì)工作人員必須以接口方式為依據(jù)開展專門的設(shè)計(jì)，如果未按照這一要求進(jìn)行，則會造成返工，使模具報(bào)廢。

（3）對于分型面設(shè)計(jì)，需要按照客戶提出的具體要求，將分型面制作成一定角度的斜面配合，個(gè)別情況下也可制作成平面配合，而對平面配合而言，其配合面實(shí)際寬度應(yīng)保持在15～20mm范圍內(nèi)；如果分型面存在插配方面的要求，則應(yīng)保持一定配合斜度，通常為5～30°，嚴(yán)防直角插配。在模具的分型面上，應(yīng)開出排氣槽，其間距按照80～120mm控制，與型腔鄰近的位置，其深度為0.1mm，長度在5～10mm范圍內(nèi)，尾端的深度為0.5mm。除此之外，模具還應(yīng)在機(jī)臺正常旋轉(zhuǎn)過程中不會產(chǎn)生干涉，確保開模能夠順利進(jìn)行。

（4）模具結(jié)構(gòu)主要有兩種形式，分別為分箱式與支撐筋式，在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中，需要以客戶實(shí)際需求為依據(jù)，確定適宜的結(jié)構(gòu)形式。

（5）發(fā)泡模具所用排氣方式主要有以下四種形式：①單孔式；②多孔式；③氣缸式；④手動(dòng)拔桿式。在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中，需要按照客戶提出的要求，選擇適宜的排氣方式。

（6）冷卻水管布置間距一般在80～120mm范圍內(nèi)，管徑主要有？準(zhǔn)12、？準(zhǔn)15和？準(zhǔn)16三種，同樣需要按照客戶需求來選擇。

（7）對于模具的外觀，包括選擇哪一種面漆，在外表面作出何種標(biāo)記，需要和客戶仔細(xì)溝通，按照客戶提出的基本要求選擇適宜的處理方式，同時(shí)，對于模具表面粗糙度，一般不能超過Ra3.2級。

（8）如果模具上必須設(shè)置滑塊，則應(yīng)在初步方案設(shè)計(jì)過程中充分考慮滑塊及其相關(guān)機(jī)構(gòu)是否和機(jī)臺存在干涉。在選擇氣缸的直徑過程中，應(yīng)綜合考慮安全系數(shù)、滑塊總重及阻力等參數(shù)，對于氣壓的大小，通常按照4～5kg/C的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算。

（9）在對導(dǎo)向機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮潤滑油槽的開設(shè)，同時(shí)在導(dǎo)柱的末端還應(yīng)采用限位裝置，滑塊和導(dǎo)向零件之間的連接應(yīng)牢固，確保在使用過程中不會產(chǎn)生掉落等問題。此外，設(shè)于模具上的零件都應(yīng)按照要求做好防銹處理，常用處理方法包括鍍鎳與鍍硬鉻等。在此基礎(chǔ)上，還應(yīng)有5～10mm的配合段[2]。

（10）如果需要在產(chǎn)品表面放置鐵絲，則應(yīng)開出專門的孔洞，用于放置強(qiáng)磁鐵；若需要在產(chǎn)品表面放置鐵鑲件，則應(yīng)采用強(qiáng)磁鐵，防止在后續(xù)生產(chǎn)與使用時(shí)，鐵鑲件發(fā)生下落與晃動(dòng)；若需要在產(chǎn)品表面放置無紡布，則應(yīng)在模具表面進(jìn)行掛網(wǎng)針的設(shè)計(jì)，其具體位置應(yīng)確保發(fā)泡過程中無紡布不會發(fā)生漂移與下落。

（11）設(shè)計(jì)排氣塞時(shí)，應(yīng)在上模易于閉氣的部位，也可選擇在陰角當(dāng)中。此外，在對加熱管路進(jìn)行布置的過程中，應(yīng)避開排氣塞所在位置，防止由于管路設(shè)計(jì)方面的問題造成兩者相互干涉，對后續(xù)生產(chǎn)造成不利影響。

（12）和鑄造鋁合金直接相連的所有部位都應(yīng)有搭子空間，為牙套的設(shè)置提供充足空間。

（13）對于發(fā)泡模具的壁厚，應(yīng)切實(shí)滿足以下要求：小扶手與頭枕應(yīng)保持在10～12mm范圍內(nèi)；單人座椅和靠背應(yīng)保持在12～14mm范圍內(nèi)；雙人座椅和靠背應(yīng)保持在15～18mm范圍內(nèi)；三人座椅和靠背應(yīng)保持在16～20mm范圍內(nèi)。

（14）發(fā)泡模具應(yīng)按照要求設(shè)置吊環(huán)孔，用于模具制作和運(yùn)輸，為其向機(jī)臺的安裝創(chuàng)造便利。

3 操作注意事項(xiàng)

在汽車發(fā)泡模具的生產(chǎn)操作過程中，需要嚴(yán)格注意以下要點(diǎn)。

（1）對鎖緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行合理調(diào)整。在正式發(fā)泡之前，應(yīng)對每個(gè)緊縮快扣進(jìn)行合理調(diào)整，避免由于松緊不一導(dǎo)致工件的厚度不均勻。

（2）模具加熱。在正式發(fā)泡之前，需對模具進(jìn)行預(yù)熱，使其溫度達(dá)到60℃，所用發(fā)泡材料應(yīng)以廠家要求為依據(jù)，將其加熱至要求的溫度，通常要達(dá)到25℃。通過這樣的加熱處理，能避免發(fā)泡件出現(xiàn)二次發(fā)泡。

（3）加熱吸附模具。皮革選用專門的發(fā)泡面料，背面既可采用帶膠面，也可采用布紋狀，放置到150℃的加熱爐當(dāng)中持續(xù)烘烤2～3min，也可根據(jù)實(shí)際的吸附狀態(tài)確定適宜的加熱時(shí)間，在模具的四邊通常設(shè)計(jì)成吸邊槽，其規(guī)格尺寸為5mm×20mm，保證面料能夠完全收緊，防止進(jìn)行下一道工序操作時(shí)產(chǎn)生反彈與漏氣。

（4）鋪設(shè)加強(qiáng)纖維。對于加強(qiáng)纖維，通常使用玻璃纖維布，一般為15～20目，部分區(qū)域可通過對碎纖維的應(yīng)用來增強(qiáng)，并在需要設(shè)置預(yù)埋件的部位粘貼預(yù)埋件，對于方格布的具體層數(shù)，要根據(jù)強(qiáng)度要求確定，通常要控制在3層以內(nèi)。

（5）拌料與倒料。對加熱到指定溫度的白料進(jìn)行攪拌，待料變成乳白色以后開始倒入黑料，持續(xù)攪拌達(dá)到均勻以后將其倒進(jìn)模中，在倒料的過程中應(yīng)注意按照實(shí)際情況保證操作的正確性與合理性。

（6）合模與熟化。當(dāng)料進(jìn)入模具以后，由于模具有一定溫度，能加快發(fā)泡的速度，采取氣缸合模措施與施加快扣鎖緊，實(shí)際上就是基于合模速度方面的考慮，這一過程中容易產(chǎn)生淌料，但屬于正?，F(xiàn)象，若淌料較多，則需要對快扣進(jìn)行調(diào)整，完成合模以后，需要一定時(shí)間的熟化，通常為10～15min。

（7）起模整理與加熱定型。對于起模整理，它屬于正常的生產(chǎn)工藝，按照相關(guān)操作規(guī)程進(jìn)行即可。而加熱定型指的是在高溫季節(jié)進(jìn)行發(fā)泡件制作時(shí)，若外界溫度高于發(fā)泡模具實(shí)際溫度，則發(fā)泡件的表面空氣容易產(chǎn)生膨脹，導(dǎo)致在表面產(chǎn)生氣泡。因此，加熱定型至關(guān)重要，是一道必不可少的工序，通常要持續(xù)加熱15～20min，放置在溫度不低于55℃的恒溫箱當(dāng)中，按照3～5min的時(shí)間間隔進(jìn)行觀察，在發(fā)現(xiàn)氣泡以后，應(yīng)立即使用細(xì)針將其刺穿[3]。

4 結(jié)束語

綜上所述，當(dāng)前的汽車產(chǎn)品正日新月異，發(fā)泡模具行業(yè)快速發(fā)展與創(chuàng)新，促進(jìn)了企業(yè)之間的競爭，使市場競爭更加強(qiáng)烈。在這種實(shí)際情況中，發(fā)泡模具生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)不斷提高自身設(shè)計(jì)開發(fā)水平，加強(qiáng)生產(chǎn)制造能力，只有這樣才能在激烈的競爭環(huán)境下站穩(wěn)腳跟，立足長遠(yuǎn)發(fā)展。本文主要對現(xiàn)階段的汽車發(fā)泡模具設(shè)計(jì)開發(fā)作出了總結(jié)，提出相應(yīng)的作業(yè)指導(dǎo)，以期為相關(guān)設(shè)計(jì)人員提供參考借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]張 麗，喻 濤.關(guān)于汽車內(nèi)外飾件塑料成型模具的研究[J].硅谷，2013（4）：17～18.

[2]顧志偉.汽車座椅發(fā)泡模的電火花分型面加工工藝[J].模具制造，2014，14（6）：82～83.

[3]Klaus Telohe.電氣驅(qū)動(dòng)技術(shù)在汽車配件模具支架上取代液壓技術(shù)——伺服技術(shù)技高一籌[J].現(xiàn)代制造，2016（22）：70～71.

收稿日期：2018-7-25

作者簡介：梁霖聲（1984-），男，助理工程師，本科，主要從事模具設(shè)計(jì)與制造、工藝技術(shù)文件編寫、質(zhì)量體系管理、培訓(xùn)工作。