地板膠發泡模設計標準研究與運用

劉磊

摘 要：本文以主機廠裝車要求為基礎，通過分析地板膠產品結構與工藝流程，回顧地板膠歷史設變及問題項整改，綜合考量模具制造成本，制定地板膠發泡模設計標準，規范模具結構、材料及尺寸，實現發泡模狀態準確識別，并為發泡模維護保養和設變修模工作奠定基礎。

關鍵詞：地板膠;發泡模;設變;設計標準

中圖分類號：TQ336 文獻標識碼：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，生產地板膠所用的發泡模缺乏嚴格的設計標準，以致于現有的發泡模無標準參考，對日后維護保養和設變修模相關判定造成一定混亂。制定規范的發泡模設計標準并加以運用，能正確判定發泡模狀態，控制發泡模制造成本，是今后開發新發泡模的前提條件。

1 地板膠發泡工藝及發泡模結構介紹

地板膠的生產流程如圖1所示。

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

發泡工藝作為地板膠生產過程中最重要、最復雜的一環，容易出現異常。該工藝對發泡模的設計和制作具有較高的要求[1]。

發泡模主體結構可分為上模、下模、鎖模機構、動力機構和翻轉機構。發泡模主體結構如圖2所示。

2 地板膠發泡模的設計標準

為制定地板膠發泡模的設計標準，首先要從舊發泡模著手，以其為基本樣式，通過檢測發泡模上的各細節尺寸，結合歷史設變和問題項整改，將設計標準定在合理范圍內，同時滿足地板膠正常生產，并降低發泡模制作成本。

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。在樹脂層多處運用此法，計算平均厚度。

測量地板膠至發泡模邊緣的投影距離。綜合多套發泡模的數據，并考慮調整地板膠長寬尺寸和發泡料厚度的設變，確定標準邊緣投影距離和樹脂層厚度。最終發泡模型面尺寸還需按產品材料收縮率進行放大。

根據皮料吸塑成型形變量的大小，確定發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道淺槽，用于合模發泡時模具內部排氣，淺槽位置統一在員工操作側附近。地板膠在模具中的示意圖如圖3所示。

2.2 上下模的金屬結構

上下模主體框架采用鋼板井字框架，根據舊發泡模實物測量數據和模具維修保養記錄，將鋼板間距定為（350±50）mm，滿足發泡模強度要求。因鋼板、樹脂、玻璃纖維需要足夠的粘合面積來增加強度，上下模鋼板最低高度定為150mm，總體強度效果較好。下模框架各方格之間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，上模螺釘數量不低于14顆，下模螺釘數量不低于25顆，下模需另加軟膠墊增加氣密性。

加熱水路布置于上下模框架內，樹脂層之下，作用是讓發泡模型面保持一定溫度，提高發泡效率。管路按照間距250mm左右的列隊進行布局。考慮到與地板膠有裝配關系的門檻壓條容易有較大尺寸設變，因此，在盡量少影響保溫作用的基礎上，減少管路雙端長度各50mm。下模內部示意圖如圖4所示。

發泡作業時，員工需要經常彎腰在發泡模內擺放皮料，下模型面層的距地高度直接影響員工作業難度。新標準以下模型面層上表面最低處為基準，將距離地面高度550～600mm定為員工正常作業的最佳高度。

發泡模統一使用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。

各個舊發泡模框架外的掛料鉤、扎料釘的樣式不統一，對員工作業步驟造成影響。新標準重新進行了定義，統一了掛料鉤、扎料釘的樣式，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 翻轉機構

翻轉機構具體尺寸因地板膠產品的不同而不同，樣式參照舊發泡模。新標準對翻轉機構的尺寸范圍進行了定義，并將翻轉軸徑固定為50mm，要求對軸和軸套進行熱處理，且熱處理后軸配合部分的強度要高過軸套。

舊發泡模的開模角度不統一，安全裝置不統一，給發泡模的維護增加了不少麻煩。新標準通過調整翻轉座和限位板的位置來統一開模角度。發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構。但是，根據操作員工的反饋，舊發泡模的安全裝置偶爾會產生運動異常的情況。經診斷，確認問題為安全裝置內推桿產生松動，致使接近開關發出錯誤信號。新標準對安全裝置的規格做了統一，并給推桿增加導向機構，限制推桿轉動，從而防止推桿松動。

2.4 動力機構

動力機構中的液壓缸均采用雙作用單活塞桿液壓缸。因舊發泡模曾產生過限位板限位失效的問題，導致液壓缸過度頂出損壞模具。新標準調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，新標準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 鎖模機構

鎖模機構采用新開發的鉤爪斜楔樣式，液壓缸帶動斜楔給予鉤爪向下的力，達到上下模鎖緊效果。新鎖模機構的鎖模效果比舊鎖模機構顯著提高，減少了發泡模溢料的浪費。新鎖模機構已經在舊發泡模上進行實驗，并已推廣。

3 新設計標準的運用

在最新開發的某右舵車地板膠發泡模中，采用了此次制定的設計標準。經和舊發泡模的開發過程對比，該發泡模設計用時減少;加工發泡模的過程中，指導模具工人的時間顯著減少。設計標準的實施，還減少了加工發泡模所用的材料和配件成本，優化了發泡作業效率。該發泡模投入生產后，發泡模自身問題所導致的生產異常顯著減少，生產的地板膠質量穩定，滿足主機廠裝車要求。在收到主機廠設變資料后，快速識別發泡模狀態并將評估報告反饋給主機廠，得到了主機廠的認可。新開發的地板膠發泡模如圖6所示。

4 結語

通過制定地板膠發泡模設計標準，在滿足生產需求的同時，實現了對新開發的發泡模的狀態進行準確識別，減少判定維護保養和設變修模時的混亂，對后續相關工作起到了較大改善作用，并降低了發泡模制作成本，為今后開發發泡模打下了堅實的基礎。此次研究所得到的多個數據，還可為其他樹脂材質模具設計標準的確定提供參考。

參考文獻：

[1]成大先.機械設計手冊[M].北京：化學工業出版社，2008.