一種新型汽車油箱總成生產技術

古金鑾 蘇咸軍

摘 要：本文設計了一種新型汽車油箱總成生產技術，采用一模四腔的模具結構，四澆口熱流道設計，最大化的減少由于熔體的溫度差引起的熔體熔接縫強度降低的情況發生，提高制品的拉拔力，成型效率提高了2倍以上，接著設計一種自動靜電除塵裝置，降低了油箱蓋的表面能，沒有二次污染，清洗質量穩定，極大提高清洗效率。

關鍵詞：油箱總成;模具結構;靜電除塵;清洗

中圖分類號：TH16

1 目的和意義

汽車油箱的生產技術和安全措施為汽車油箱安全使用提供了保證，但在油箱總成中油箱蓋是一個比較薄弱的環節，在一些事故中由于汽油從油箱蓋處漏油引起著火甚至爆炸。油箱總成作為安全性部件，其性能和質量的穩定性要求很高，[1]為保證油箱蓋的生產質量不會對油箱總成的質量產生影響，提升油箱蓋的質量和提高油箱蓋的生產效率是關鍵，為此本文設計了一種新型汽車油箱總成生產技術。

2 模具結構設計

2.1 模腔數的確定

由于油箱蓋帶有螺紋，成型時熔體的熔接縫強度直接影響到對制品的最終性能，模具結構對制品的質量與性能至關重要。[2]油箱蓋的螺紋與箱體有拉拔力的要求和輔助密封的作用，[3]對油箱蓋與箱體配合尺寸精度要求較高，因此，模腔的數量就不可能設計的很多;但如果模腔的數量太少，盡管可以確保制品的尺寸精度，但是會降低生產效率。[4]綜合考慮制品性能與效益，最終確定模腔的數量為一模四腔。

2.2 流道系統的設計

熔融的物料是通過流道系統進入模腔，然后經冷卻定型后獲得制品，流道分布示意圖如圖1所示，其中藍色圓形部分為油箱蓋，紅色線條為流道，澆口為點澆口。該流道的特點：

（1）每個模腔有四個澆口單側同時進料，縮短了物料進入模腔后的流程，減少了物料在模腔內的溫度差和物料流動中的壓力損耗，改善熔流匯合角度，有利于快速建立熔接縫處的壓力，并得到較高的模腔壓力，增加熔接縫強度，與單澆口相比，常溫拉拔力由5500N提高到8500N，提高了50%多，最終的熔體熔接縫由原來在螺紋處改變到端面上，螺紋處的強度得以提高。

（2）物料的流程縮短，型腔壓力降低，減少配模頻次，提高模具壽命。

（3）采用四澆口熱流道設計后，模具的直接成本及維護成本均增加。

經過理論分析和模擬結構的表征，一模四腔十六熱流道的模具在完成后，所具有的特性與分析結果完全相符，使用效果較好，圖2為模具的實物照片。

2.3 靜電除塵裝置

油箱蓋的清潔度也是一個主要的指標，由于在生產過程中制品的靜電勢能較高，易吸收空氣中的粉塵，而人工清理過程繁瑣且質量得不到保證，清潔后因產品表面靜電勢能較高，需要放置在冷卻架冷卻，存在二次污染。[5]為此設計研發了一種塑件靜電除塵裝置，用于油箱蓋等塑件自動清潔的裝置，清潔位置、清潔的時間、負離子氣流壓力、槍距、機架高度等都精確控制，方便操作，有效清潔除塵，同時使制品冷卻時間均勻，可保證產品潔凈度及塑件質量，提高生產效率。新型塑件自動靜電除塵裝置結構示意圖如圖3所示。

其中①為速度控制系統，②為靜電發生系統，③為離子風槍陣列，④為氣體壓力控制系統，⑤為傳輸系統，⑥為風槍高度調節系統，⑦為塑件，⑧為電源開關，⑨為高度調節絲杠，⑩為調整盤。壓力控制系統可以通過控制旋鈕改變壓縮氣體壓力，調節壓縮氣體流量，控制除塵力度;速度控制系統可通過速度調節旋鈕設置傳輸系統速度，控制塑件清潔時間和冷卻時間;靜電發生系統用于產生負離子電荷，使壓縮氣流變為帶負離子電荷氣流;離子風槍陣列是利用將負離子風均勻分流，負離子電荷氣流均勻作用在塑件表面，利用電荷中合使灰塵變為不帶電荷體，利用壓縮氣流將其從塑件上分離;述的風槍高度調節系統是對離子風陣列高度調整，對風槍到塑件的距離進行控制;裝置高度調整系統由機架、高度調節絲杠、調節盤，機架支撐傳輸系統，通過旋轉調節盤，轉動高度調節絲杠，推動機架上下調整。

通過調整盤轉動高度調節絲杠，調整傳輸系統的高度，以適應機械手放件高度及取件高度，左右兩側高度均可調整。根據塑件的長度計算塑件經過粒子風槍陣列的時間，通過設置速度控制系統的傳輸速度，獲得精確的冷卻時間。通過靜電發生系統產生負離子電荷。通過根據塑件的高度，通過風槍高度調節系統，調整高度方向風槍陣列的高度，使離子風強度均勻。通過壓力控制系統設置壓縮空氣的壓力，調整離子風氣流大小。

2.4 實際應用效果

本文設計的自動靜電除塵裝置不僅油箱蓋清洗的清潔度達標，而且將清洗后的油箱蓋暴露放置一周后，其清潔度仍然達標，沒有發生二次污染，清洗質量穩定。選擇具有代表性國內3家和國外2家生產企業的油箱蓋，在相同的條件下進行檢測比較，數據結果如下表所示。實驗結果表明，本文設計的油箱蓋性能優越，處于國內領先水平，達到國外同類產品水平。

3 經濟和社會效益

本項目實施后，所產生的經濟效益主要有以下幾個方面：成型合格率的提高，有效地降低了能耗;一模四腔，四澆口熱流道設計，有效提高成型效率;自動靜電除塵裝置的設計能夠提高清洗效率，降低二次污染;提高生產效率，增加油箱蓋的產量，促進經濟效益提高。

4 結語

本文通過對油箱蓋的成型技術的研究，設計了一種新型油箱總成生產技術，有效提高油箱總成質量，降低生產成本，無論從經濟效益還是社會效益都得到了明顯的改善，為汽車油箱總成推向國際化的市場提供有力的保障。

參考文獻：

[1]朱秀芳，楊旭宇，劉平濤.塑料液壓油箱總成結構優化及模具設計[J].現代塑料加工應用，2018，30（06）：57-60.

[2]譚克誠.許冠能.M5重卡鋁燃油箱總成的研究開發[J].裝備制造技術，2017（02）：14-16+25.

[3]褚建忠，解衛華.多層復合塑料轎車油箱吹塑模具創新設計[J].塑料工業，2018，46（06）：62-64+72.

[4]李蕓蕓，藺福強.某輕型坦克復合材料油箱二次成型工藝及模具的制備方法[J].科技與創新，2018（04）：90-91.

[5]黃文.濕式靜電除塵技術在冶金行業的應用[J].科技經濟導刊，2019，27（05）：73.

作者簡介：古金鑾（1972-），男，漢族，山東東營廣饒縣人，碩士，高級工程師，總經理，研究方向：工程塑料;蘇咸軍（1973-），男，漢族，山東萊蕪人，本科，助理工程師，工程部助理經理，研究方向：工程塑料。