举升门饰板防变形的变壁厚设计

作者：上汽通用五菱汽车股份有限公司 刘学雷

欢迎访问e展厅 展厅 1 塑料模具展厅 注塑模具, 吹塑模具, 挤出模具, 吸塑模具, 瓶胚模具, ... 研究两厢车举升门饰板的变形趋势，运用改变产品局部料厚的变壁厚技术，并通过CAE软件的模流分析来优化设计，从而减小举升门饰板的变形量或者控制其变形方向。 随着汽车工业的飞速发展，乘用车的种类和款式越来越多。另外，随着生活水平的提高，消费者对汽车内饰的要求也越来越挑剔、苛刻。内饰件是和乘客最经常接触或者面对的零件，均匀恰当的间隙和面差会给乘客良好的感知质量，并提高产品竞争力。 两厢车举升门饰板布置在举升门的车内、后风窗玻璃下方，其主要功能是装饰作用。在使用过程中，举升门饰板与板金、后风窗玻璃黑边的间隙及面差有严格的要求。 举升门饰板的形状类似盒形零件（见图1，其为某车型的举升门饰板），在其设计和开发过程中，最常见的问题是间隙面差不均匀，导致这种问题的根本原因是产品成形后发生翘曲变形。常用的措施是在模具设计之初，通过调整浇口位置、调整水路来优化模具，在模具设计完成之后，通过调整注塑工艺（比如：保压时间、模温、注塑压力和浇口进胶顺序等）来控制变形。但这种方法在模具加工完成之后，对零件变形量的调整非常有限，很难使零件符合检具的要求。 通过对零件变形的研究发现，该类零件的壁厚是否均匀对其注塑成形后的变形，有显著的影响。因此，借助于CAE软件MoldFlow进行模流分析，发现在设计时运用变壁厚的技术方案，可减小该类零件的变形量，或使其朝对产品有利的方向变形。并且，在模具加工完成之后，可对模具变壁厚位置的料厚进行调整，可使该类零件的变形量减小。 技术方案 1. 举升门饰板的变形量CAE分析 某车型的举升门饰板，该零件的尺寸为1040mm× 400mm×250mm，零件壁厚均匀为2.5mm。通过CAE软件的模流分析发现，该举升门饰板的上部两角处的翘曲变形量非常大，综合变形的最大变形量达到11.81mm（见图2，该变形数据为放大5倍后的结果，以下相同）。特别是两角处的Y方向变形量，最大达到11.42mm。Y方向如此大的变形量，在其装上车之后，与举升门侧饰板配合时，会出现与举升门上饰板间隙大、与板金间隙大等问题。 2. 举升门饰板的优化 （1）方案1是在举升门上饰板的圆角处进行弱化处理（如图3所示） ①将圆角处的壁厚减小0.5mm； ②上部翻边的料厚增加0.5mm； ③在弱化区域的上部和下部均做10mm宽的过渡区域，即：上部由2.0mm过渡到3.0mm，下部由2.0mm过渡到2.5mm。 （2）方案2是在方案1的基础上进行优化（如图4所示） ① 圆角的上部过渡区域(料厚由2.0mm过渡到3.0mm的区域)宽度由10mm改为20mm； ② 弱化区域的两端进行优化，改为图4所示的蓝色图框区域； ③ 蓝色图框内的料厚由2.5mm弱化为2.0mm，宽度为3.0mm，其弱化槽的两侧料厚由2.0mm过渡为2.5mm，其宽度为5mm。 3. 优化前后的模流分析结果对比 通过CAE的模流分析可看出翘曲变形量（该变形量为放大5倍的结果，以下相同）：方案1的综合变形量由11.81mm降低至8.492mm，Y方向的变形量由11.42mm降低至8.108mm；方案2的综合变形量下降至7.242mm，Y方向的变形量下降至6.968mm。 另外，方案1中的X方向变形量，在两端处有向玻璃黑边线变形的趋势（如图5中的正值0.6763mm和0.3569mm），这在实际装车时，不利于举升门饰板与后风窗玻璃的黑边线匹配。在方案2中，该处的变形趋势由正值均变为负值（如图6中的-0.5735mm和-0.3963mm），这样，举升门饰板的变形趋势是远离后风窗玻璃的黑边线，向板金的翻边弯曲，可通过在举升门饰板背面的支撑筋的高度来调节其变形量，利于控制变形。 再者，关于翘曲变形的CAE模流分析，其分析出的翘曲变形数值并不一定准确，但其变形趋势却是准确的。因此，在产品试制出来后，通过检具来检测其变形量数值，如果变形数值过大，可在模具上打磨动模变壁厚区域，调整变壁厚处料厚，从而可对变形量进行调整，使之符合检具。 总结 利用变壁厚技术方案，可解决举升门饰板的变形，也可以解决类似盒形零件的变形，比如前、后门饰板，其模具上的变壁厚的位置，也相当于预留了调整壁厚的余量，为后期修改提供了方便，节约修模的费用。借助于CAE技术，对变形量和变形趋势进行分析，可大大降低开发周期，从而降低开发成本。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (7/8/2014)