YH96系列汽車內飾件液壓機的研制

宋雨芳，王光輝

（1.合肥合鍛機床股份有限公司，安徽 合肥 230601；2.中國重汽有限公司，山東 濟南 250031）

0 引言

近年來，我國汽車工業發展迅猛，2012年我國汽車產銷量雙超1900 萬輛，產銷量世界第一[1]。與此同時，用戶對汽車的美觀和舒適性的要求也日漸提高，其中汽車內飾件的品質顯得尤為重要。

汽車內飾件主要指安裝于汽車內的儀表板、門內板、頂篷、扶手、行李箱內襯等零部件[2]，如地毯、頂棚、PU 發泡內飾、 客車亞麻纖維復合板內飾、PP 玻纖板內飾、以及一些三文治板材等。內飾件液壓機是汽車內飾件制造的首選。汽車內飾件液壓機主機制造并不復雜，但針對不同的內飾材料其壓制工藝不同，對壓機也提出了如加熱、排氣等附屬要求，從而提高了內飾件壓機的設計難度。

為此，在綜合分析汽車內飾件材料種類、制造工藝的基礎上，開發YH96 系列汽車內飾件液壓機，可實現汽車內飾件的大、中批量加工，以滿足我國汽車工業對內飾件制造裝備的迫切需求。

1 內飾件液壓機工藝分析

1.1 PU內飾件液壓機壓制工藝

PU 內飾件液壓機主要用于生產PU 發泡內飾產品，結合PU 發泡內飾成形工藝特點，其動作邏輯順序為： 吸附固定表皮—下工作臺移動向噴注工位—PU 發泡料噴注—下工作臺回位至壓制工位—鎖緊插銷回位—滑塊下降—鎖模—壓制成形； 開模邏輯順序則為： 滑塊上升—鎖緊插銷推出—下工作臺回位至操作工位—取件—上工作臺鎖緊插銷回位—上工作臺向噴注工位翻轉90°—噴脫模劑—上工作臺翻轉回程—上工作臺鎖緊插銷推出—完成其工作循環。

壓機發泡節拍要求下移動工作臺在壓機接到噴注完畢信號后最短時間內回位，滑塊進行下壓動作，以保證PU 發泡的順利進行（要求在20s 內）。

該類壓機在設計時要使上工作臺為翻轉工作臺，可翻轉90°，并且通過翻轉機構和鎖緊機構緊固在滑塊上。

下移動工作臺有三個工位。下移動工作臺在向前移動時是用于用戶取件、清模、鋪皮、放墊鐵、更換模具等； 下移動工作臺移動到中間工位時即壓機內時，是用于壓機滑塊進行壓制成形；下移動工作臺向后移動時則用于用戶進行原料的澆注。

移動臺在設計時要考慮三個移動工位，并保證移動臺移動速度確保材料不致提前發泡。

1.2 亞麻內飾件液壓機的壓制工藝

亞麻內飾件液壓機主要用于生產客車亞麻纖維復合板和PP 玻纖板內飾產品。結合亞麻內飾成形工藝特點，其動作邏輯順序為：固定表皮－鋪放亞麻纖維復合板－滑塊鎖緊插銷回位－上模板下降－鎖模－壓制成形；開模邏輯順序則為：上模板上升－鎖緊插銷推出－取件。該類壓機設計相對簡單，一般三梁四柱或框架式壓機即可。

1.3 三文治板材內飾件液壓機的壓制工藝

三文治板材需進行熱成形模加工或復原，在三文治板材覆有面料時也有兩種操作同時進行的情況，板材成形形狀是由安裝在壓機中的模具決定的。

壓機壓制的壓力由一塊滑動的上壓板沿既定的軌道閉合模具傳遞到三文治材料上。在壓合模具的同時也對三文治材料進行加熱，以便于三文治材料中的各層原料能更好地黏合以獲得較好的模具形狀。其工藝動作順序為：

操作人員將料放在上料傳送帶上，開始整個循環—上料傳送帶進入壓力機，并且向上下模噴霧—上料傳送帶將料放在模具上，退出壓力機—壓模機循環開始，壓模機關閉—壓模機保持關閉狀態，蒸汽被注入，加速零件成形—壓模機開啟，壓制后的零件仍停留在下模上；（壓模機從上模注入壓縮空氣，將零件壓在下模上）—機器人進入壓模機，安裝在冷卻罩上的端拾器向下移動到零件的頂部—機器人吸力系統開啟來拾取零件；（壓模機從下模注入壓縮空氣用來釋放零件）—機器人移出壓模機時，上料傳送帶重復前三個步驟—機器人將壓制零件移到剪切機—機器人進入剪切機，吸力系統反轉，壓制零件落至剪切模上—機器人移出剪切機—剪切機循環開始，剪切機關閉。（當模具關閉時，剪切機開始二級液壓和氣壓剪切動作）—剪切機開啟，剪切零件停留在上模上；（剪切機模具通過機械的特征將零件保持在上模）—機器人進入剪切機—機器人抓取零件；（剪切機釋放抓取零件的機械特征）—機器人移動到下模—機器人移出剪切機—機器人將剪切零件移動到傳送帶—機器人用固定的橫木將剪切零件從鏟斗上，傾倒至傳送帶上—機器人返回壓模機—傳送帶運送零件返回，上料操作人員重新開始。

2 汽車內飾件液壓機的主機設計

分析汽車內飾件加工工藝可知，內飾件壓機噸位多在3000kN 以下，一般橫向臺面相對較大，壓機精度要求相對金屬零件壓機要低。故本系列液壓機采用無拉桿分體框架式主機結構，僅用螺釘連接上下橫梁和立柱。由于多數內飾件壓機配濕法生產線，需對工件進行上油或脫模等，故本系列液壓機下橫梁高度一般做的較矮，以利于和濕法生產線連線及方便工人操作。圖1 為我廠生產的某典型汽車內飾件液壓機的主機。

控制系統以工業控制計算機為控制核心，包括計算機控制的壓頭行程伺服系統、移動工作臺位置伺服系統、夾具動作系統、 故障檢測系統等，使整機能順利完成內飾件壓制工藝。

圖1 汽車內飾件液壓機主機

壓機整機采用CNC及閉環控制技術，液壓系統采用比例伺服控制，并采用了處于國際前沿的數字泵控制技術，整機關鍵元件均采用進口，具有控制精度高、性能可靠等優點。

壓機配備油溫檢測及強制循環冷卻系統，可以保證壓機在油溫控制45℃以內。壓機有自動油位檢測功能，防止因油位過低而損壞液壓系統。

3 內飾件壓機附件設計

3.1 排氣系統

一般內飾件壓力機在完全合模后需能夠實現1～3 次微抬起上模（1～5mm），之后再合模進行保壓。這個過程稱為排氣，主要是為了將一些松散的材料壓得更為緊實和均勻。在壓機液壓系統設計時，使用小泵使其慢速回程，電氣在設計工藝動作時在壓制后滑塊微回幾次。

3.2 加熱系統

壓機多配置模溫機來實現可靠的對1 個（或幾個）模架上的模具溫度進行恒溫控制。模溫機采用具有PID 功能的溫度調節器，靠電加熱交換系統對介質水實現封閉循環恒溫調節，溫度可達到80℃。模具溫度要求保證在10～80℃之間可調。模溫機多放置在機器頂部，以簡化地面空間，并保證現場整潔。

還有直接對模板加熱，加熱溫度可達到200℃左右。有直接插入電加熱管的電加熱方式和采用油加熱器的油加熱方式。油加熱器多放置于機器頂部，熱油管路需用保溫材料包裹好。

3.3 切邊系統

內飾件成形后有毛邊需切除，配合切邊功能壓機配切邊液壓系統，在壓制結束時進行切邊。

3.4 機械限程裝置

每臺壓機應配有可調式機械限程裝置2 個，用來保護壓制內飾件壓機的模具，因模具多為玻璃鋼材料制造，用機械限程裝置來防止壓機超程，并根據模具的高度情況可方便快速地調節機械限程裝置的行程及高度。

3.5 模具牽引裝置

壓機沒有配備移動式工作臺時，為方便模具的更換或上下料以及涂油等工序的進行，比較簡便的就是配備模具牽引裝置，由電動葫蘆、牽引鉤、導向輪等組成，牽引鉤拉著模具在電動葫蘆拉動下沿著導向輪導向方向移動出機身，從而進行下道工序。

3.6 模具導向調整裝置

模具在被牽引移動時，左右會偏移，用模具導向調整裝置的導向輪導向模具，并搖動調節手柄調整模具左右的偏移，使模具在既定的移動軌道上運行。

4 結論

目前我廠已開發了多臺YH96 系列汽車內飾件液壓機，各項技術參數及幾何精度均符合設計要求。設備機械、電氣各運動部件運行正常可靠、平穩無噪聲，符合設計和《 技術協議》要求，也滿足了用戶對內飾件壓制的要求，得到了肯定和好評。

隨著內飾件壓機國外市場的放開，以及人們對內飾件要求的提高，內飾件產品種類及質量將越來越多，越來越好。內飾件壓機也將不斷開發出各種滿足生產需求的功能部件。內飾件壓機會在液壓機領域占有重要一席。

[1]張德益.汽車內飾件壓制成型工藝研究[D].南京：南京理工大學，2009.

[2]楊 凱.2012年汽車工業產銷量雙超1900 萬輛[N].中國冶金報，2013-01-22（A04）.

[3]李貴閃，何曉燕，榮兆杰.我國液壓機行業的現狀及發展[J].鍛壓裝備與制造技術，2006，41（4）.

[4]嚴建文，劉家旭，陳汝昌，等.智能液壓機研究現狀及關鍵技術[J].鍛壓裝備與制造技術，2013，48（2）.