試析汽車門內板的模具設計及注塑工藝優(yōu)化策略

洪峰

摘要：本文主要圍繞著汽車的門內板模具設計及其注塑工藝相關優(yōu)化策略開展深入研究及探討，望能夠為今后此方面實踐工作高效化的實施提供指導性的建議或者參考。

關鍵詞：門內板;汽車;模具設計;優(yōu)化策略;注塑工藝

0? 引言

對于汽車來說，門內板屬于主要構件之一，直接關系到汽車運行的高效性與安全性。而在汽車的門內板實際加工制作期間，注塑工藝和模具設計，屬于關鍵環(huán)節(jié)，直接關系這門內板的質量。故而，深入研究汽車的門內板模具設計及其注塑工藝相關優(yōu)化策略，有著一定現(xiàn)實意義。

1? 注塑工藝與其特點

汽車的門內板，對汽車外部的安全性能可起到重要的保護作用，屬于核心部件，影響著汽車安全運行。汽車的門內板加工材料通常為塑料，塑料有著良好工藝性能、比重輕、較強可設計性、強耐腐蝕力等優(yōu)勢。在汽車內部零部件的加工制造期間，注塑工藝屬于常用成型工藝，處于特定溫度環(huán)境，把塑料粒子全部放置于上料機內實現(xiàn)螺旋式攪拌操作，塑料粒子會與機器螺桿接觸，在機械的剪切力與受力作用影響下實現(xiàn)塑化與熔融，成型品最終會形成。當前，國內汽車的門內板實際加工制造期間的注塑工藝及程序日益完善化，但仍然有著可優(yōu)化空間[1]。

2? 優(yōu)化策略

2.1 注塑工藝方面

2.1.1 采用正交實驗方法

針對汽車的門內板，在模具設計及加工制造實踐中，確定完產(chǎn)品材料、整體結構設計和模具方案后，如果要將汽車的內門板整體安全系數(shù)與產(chǎn)品質量提高，就需要優(yōu)化汽車的門內板整體注塑工藝。正交實驗方法，可以對汽車的門內板相應塑料制件收縮質量與翹曲變形的缺陷問題予以有效處理，準確把握好塑料制件精度與尺寸。那么，通過采用正交實驗方法，實現(xiàn)對于汽車的內門板整體注塑工藝的合理優(yōu)化，需要結合生產(chǎn)制造相關實踐經(jīng)驗，設定好正交實驗操作主要分析參數(shù)，主要包括保壓壓力、保壓時間、冷卻時間、熔體溫度、模具溫度，借助Moldflow系統(tǒng)軟件，細致分析填充塑料制件、保壓與冷卻、翹曲等過程，組合正交表各個因素實施科學的模擬分析，以便于實現(xiàn)對于汽車的內門板主要工藝參與質量影響因素的方差、極差分析。經(jīng)正交重復實驗操作后，對數(shù)據(jù)結果做好匯總分析，獲取汽車的門內板整體質量相關影響因素保壓時間、模具溫度，其對于產(chǎn)品翹曲變形各種缺陷問題有著最具顯著性的作用，保壓壓力和熔體溫度，也顯著影響著產(chǎn)品體積的收縮率。

2.1.2 采用多目標的灰色關聯(lián)綜合分析方法

采用正交實驗方法，實現(xiàn)汽車的門內板整體注塑工藝合理優(yōu)化，進行正交實驗最終結果分析，針對塑料制件的不同方向實際優(yōu)化目標，最終實驗的結果會受各方面因素所影響。正交試驗方法，將塑料制件工藝組合分析確定下來后，針對汽車的門內板，其最小翹曲參數(shù)值條件下，所獲取體積的收縮率大，處于最優(yōu)體積的收縮率條件，汽車的門內板整合產(chǎn)品存在嚴重的翹曲變形現(xiàn)象，很難實現(xiàn)兩者兼顧。故而，需要采用多目標的灰色關聯(lián)綜合分析方法，實施汽車的門內板整體注塑工藝有效優(yōu)化，以便于對塑料制件的多個目標優(yōu)化方面問題予以有效處理。多目標的灰色關聯(lián)綜合分析方法，可歸一化處理多個目標問題，將汽車的內門板總體注塑工藝提高。采用多目標的灰色關聯(lián)綜合分析方法，開展注塑工藝的有效優(yōu)化實驗操作，需要實現(xiàn)針對汽車的門內板各項工藝參數(shù)的參考序列灰色關聯(lián)性運算分析。x0即為系統(tǒng)的特征行為，m即為相關因素水平實際數(shù)量、n即為序列內部因素實際數(shù)量，圍繞著汽車的門內板整個產(chǎn)品體積的收縮率、翹曲量所對應所有序列xi初值的運算分析，以灰色關聯(lián)性理論為基礎，進行y（x0，xi）灰色的關聯(lián)度運算，再實施多目標化灰色的關聯(lián)度方差、極差分析，將不同因素條件灰色的關聯(lián)度平均參數(shù)值計算分析出來。把多目標化灰色關聯(lián)的分析及正交試驗方法結合到一起，可實現(xiàn)針對于汽車的門內板整個注塑工藝科學合理的優(yōu)化處理[2]。

2.1.3 采用二階型響應面的設計方法

采用二階型響應面的設計方法，對汽車的門內板整體注塑工藝實施有效優(yōu)化，需先建立起相應二階型響應面基礎模型，針對塑料制件該優(yōu)化目標翹曲的變形量及頂出過程中體積的收縮率，構建起采用二階型響應面的設計方法，對于該基礎模型做好方差分析及檢驗操作。經(jīng)等直線疊加圖最優(yōu)解來獲取內門板實踐翹曲的變形量與頂出過程中體積的收縮率之間最佳的一個參數(shù)組合，實現(xiàn)對于汽車的門內板整個注塑工藝最優(yōu)化處理。

2.2 模具設計方面

2.2.1 注重注塑模的科學設計

針對于汽車的內門板，開展注塑模具整體設計實踐工作期間，對于模具設計，存在著較多影響因素，但注塑設備類型與結構屬于最為核心的影響因素。分析注塑模的整體結構，它包含著頂出系統(tǒng)、抽芯結構、冷卻系統(tǒng)、澆注系統(tǒng)、滑塊、成型的零件等等。該汽車的門內板所使用注塑模具塑料粒子，其在加熱及塑化期間通常需借助溫桶來完成，模具合成后，通常會在型腔內注入相應塑料粒子，經(jīng)相應加工處理后獲取熔體材料，借助生產(chǎn)加工期間所需相應材料，實現(xiàn)工藝條件的合理化選定。注塑模成型部分，以鑲件、母模、公模為主，相互影響之下，對于門內板的塑料制件所使用塑件的尺寸及其結構特征會起到一定決定性作用。針對汽車的門內板當中塑料制件產(chǎn)品的內表面來說，公模起著決定性作用，產(chǎn)品外部表面則是由母模起著決定性作用。故而，注塑模設計期間，需要選用一模一腔體這一布置形式。汽車內部內門板所使用注塑模具，在需要具備較強適應性及產(chǎn)生率[3]。

2.2.2 注重注塑機的合理選用

汽車的門內板整體注塑工藝加工實踐中，注塑機屬于十分重要的一種設備。在對汽車的門內板整體注塑工藝、模具設計實施合理優(yōu)化實踐工作期間，注塑機的科學選用較為關鍵。注塑機，它主要是把所需加工的原材料全部注入到模具當中，以便于加工制作出所需塑料制件。該注塑機整體架構，以電氣系統(tǒng)、液壓、合模、注射為主。依據(jù)合模自身結構特征，還包含著如下四種不同的類型，即為：液壓類型、機械類型、機械液壓類型、電動類型。液壓類型，在大中型注射設備當中應用的較為廣泛，經(jīng)氣壓油缸實現(xiàn)合模力的有效供應，可實現(xiàn)對于移動速度及壓力的便捷化調節(jié);機械類型，它屬于早期的一種合模結構類型，經(jīng)機械傳動實現(xiàn)合模力的有效供給;電機械液壓類型，它屬于液壓類型、機械類型相結合后一種合模結構類型，運行原理主要是經(jīng)液壓罐實現(xiàn)初始動力的有效供給，經(jīng)機械化傳動實現(xiàn)對于最為穩(wěn)定狀態(tài)的有效調節(jié);動類型，它屬于新時代背景下科學技術日益進步發(fā)展一種新興的產(chǎn)物，與其余三種類型的合模相比，具備較高的精度，在成本投入與機械噪音等各方面占據(jù)一定優(yōu)勢，技術水平相對較高，比較適用于精密性注射件加工生產(chǎn)，借助交流電對電動機的伺服，實現(xiàn)動力供應。那么，具有應用那種類型的注塑機，還需要相關技術員結合實際需求及具體情況，予以科學合理地選用，確保后期的工藝優(yōu)化工作得以高效化地完成。

2.2.3 澆注系統(tǒng)設計

汽車的門內板整體注塑工藝加工制作技術提升與模具設計實踐期間，澆注系統(tǒng)設計，直接影響這整個加工工藝實施效果。針對于門內板所需模具的澆注系統(tǒng)，包含著熱流道與主流道，流道具體形式，往往會對門內板的塑料制件實際質量產(chǎn)生直接影響。汽車的門內板所需使用模具在澆注操作過程，直接關系這充填與保壓過程，更關系到塑料制件實際質量。故而，門內板的模具總體澆注系統(tǒng)實際設計期間，務必科學考量汽車的內門板相應塑料制件結構及其尺寸，與汽車的內門板生產(chǎn)加工實際需求，將澆注系統(tǒng)最適宜的流道類型及其布局方式確定下來。設計澆注系統(tǒng)具體實施方案期間，需要充分考慮到的客觀因素詳細如下：一是，澆口部分。澆口，屬于澆注系統(tǒng)內部型腔與流道之間連接結構，梯形、矩形、圓形、半圓形等種類不同截面的選定，需要結合生產(chǎn)加工具體需求予以合理設定。因汽車的門內板所用塑料制件的模具經(jīng)加工成型之后，需要與澆口分離開來，還需著重考慮到澆注系統(tǒng)所在澆口的尺寸、截面形狀，其往往會直接影響這塑料制件的表面質量;其二，流道部分。汽車的門內板所用模具的澆筑注系統(tǒng)當中流道具體形式，常用的是熱流道，它對于生產(chǎn)效率及產(chǎn)品的質量可起到一定提升作用。結合塑料制件的加工生產(chǎn)具體需求，在熱流道周邊還可增設相應的冷流道，以保證整體的優(yōu)化設計效果[4]。

2.2.4 重視抽芯結構及頂出系統(tǒng)的設計

汽車的門內板整體注塑工藝有效優(yōu)化與模具設計實踐中，對于塑料制件的產(chǎn)品質量有著極高的要求，要求務必合理設計模具的抽芯結構及頂出系統(tǒng)。這種抽芯結構，它往往會對塑料制件實際開模的方向起著決定性的作用。而頂出系統(tǒng)的內部構成包括導向單元、復位單位、頂出單位。內門板所用模具的頂出系統(tǒng)具體設計期間，對于頂出單位務必要保證整個塑料制件外觀的質量，避免產(chǎn)品有拉傷或者變形情況出現(xiàn)，頂出的復位單元務必要將模具相互配合精度提高，確保頂出系統(tǒng)實際運行期間可實現(xiàn)準確的復位操作。頂出系統(tǒng)具體設計期間，應當充分考慮到模具成型期間產(chǎn)品可能會出現(xiàn)各種情況，以便于能夠充分地滿足于生產(chǎn)加工及質量需求，保證總體的工藝優(yōu)化實施效果及效率。

3? 結語

從總體上來說，汽車制造期間，汽車的門內板整體注塑工藝操作技術提升與模具設計，均關系到汽車的門內板整體質控效果。門內板的注塑工藝和模具設計方面的質量高低與否，將直接影響著汽車運行安全。故而，為把控好汽車的門內板整體質量，就需要積極采用各種優(yōu)化手段與方法，實現(xiàn)對于門內板整體注塑工藝的合理優(yōu)化，并確保本著嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，科學合理地進行門內板的注塑模具優(yōu)化設計工作，以便于更好地優(yōu)化產(chǎn)品整體的加工制作工藝，為汽車的運行安全提供保障。

參考文獻：

[1]劉臻青.化學微發(fā)泡注塑在汽車門內飾板的應用[J].汽車工程師，2017，22（04）：479-491.

[2]劉杰，黃瑤.基于灰色關聯(lián)理論的汽車門內板注塑工藝多目標優(yōu)化設計[J].現(xiàn)代塑料加工應用，2016，15（01）：601-603.

[3]楊誼麗.車門內板沖壓工藝設計與成形分析[J].世界制造技術與裝備市場，2018，33（15）：145-147.

[4]劉朝福，等.基于正交試驗的PP車門內飾板注塑工藝參數(shù)優(yōu)化[J].合成樹脂及塑料，2015，17（02）.