一種高出外水切膠條的門飾板總成

農國盛

摘 要：汽車內飾造型設計過程中，門飾板總成與儀表板總成的特征關聯性極強，一般門飾條前端特征與儀表板兩端特征關聯過度時，如果儀表板總成兩側特征線比外水切膠條位置高，那么門飾板前端上部會有部分特征會高出外水切膠條，從車門外透過玻璃是可以看到門飾板這一部分的零件表面，而這一部分往往無法通過模具一體成型來實現，文中通過合理的把門飾板分割成上下飾板兩個零件來實現這一造型特征。

關鍵詞：門飾板總成;上飾板;下飾板;模具;超聲波焊接

1 引言

門飾板上端特征面高出外水切膠條時，從車外可視的部分都是模具拔模負角，無法出模，需要分塊成型，如果分塊不合理就會導致分塊線從車外可視，很不美觀.文中重點分析如何對這種情況下將門飾板總成進行分塊，既能實現造型設計意圖，又要兼顧相關匹配結構相對簡單，模具和焊接工裝投入比較低。

2 根據造型給出的A面進行模具拔模角度分析

根據A面做截面B-B，確定零件出模方向，檢查是否有模具無法出模的情況。

從圖1分析中可知，（a-b）段外高出外水切部分，按照一般門飾板模具出模方向（Y向出模），零件無法出模;（a-b）段使用滑塊沿著Z向滑動，滑塊會被（c-d）段阻礙，所以造型給出的門飾板A面無法采用一體成型來實現，需要將零件進行分塊處理。

3 根據拔模分析情況將門飾板進行分塊設計

在零件設計過程一般會遵循盡量避免產生過多的子級零件，故將門飾板分解成上飾板和下飾板兩個零件。

3.1 分塊位置選擇

為了避免上飾板與下飾板的拼接線從車外不可視，分塊線要放在圖1所示的（b-c）之間，同時滿足分割特征線光順以及滿足零件表面6°皮紋的拔模角要求。根據以上要求將門飾板進行分割如下：

3.2 上飾板和下飾板表面皮紋拔模角度（6°）分析

3.2.1 上飾板皮采用UG軟件進行皮紋拔模角度分析如圖2：

上飾板表面按照滿足上6°要求，以Z向為拔模方向，進行模擬分析結果表明：大部分表面均可以滿足要求，分析結果均為藍色，但是（e-f-g-h）面顏色為紅色，說明此處有倒扣，無法脫模，可以通過側滑塊（X向）來實現脫模。

3.2.2 下飾板皮采用UG軟件進行紋角度分析如圖3：

下飾板表面也是按照滿足上6°皮紋要求，以Y向為拔模方向，根據模擬顏色分布結果，屬于零件表面區域均為藍色，說明表面拔模角均滿足皮紋角度要求。

4 上飾板和下飾板裝配方向確定

由于上飾板的模具采用Z向方向出模，為了降低模具結構的復雜性以及模具開發成本，那么其大部分的內部連接結構也只能盡量與出模方向一致，盡量避免使用滑塊、側抽芯等結構，基于連接結構大部分均為Z方向，所以上飾板和下飾板只能采用Z方向進行裝配連接，這個有區別常規門飾板的上飾板與下飾板采用的Y向裝配方式。

5 上飾板和下飾板連接結構設計

5.1 上飾板與下飾板裝配過程的定位策略選擇

選擇主次定位布置點，對于外觀件來說，一般根據選擇客戶關注主視角區域作為主定位的放置位置。上飾板是為X向長條零件，制造過程導致零件差異主要體現在長度方向上，故主定位和次定位布置在長度方向上。具體見圖4。

由圖4可知，客戶關注點在虛線區域內，為了使得區域內間隙斷差等匹配更加可靠，需把主定位布置在圖7示意左側位置，而圖7示意右側的次定位位置為非客戶關注點，正好把長度方向的公差累積堆積在此位置。通過合理布置主次定位點，來優先保證關注區域的感知質量。

5.2 上飾板與下飾板匹配以及焊接結構設計

在上飾板和下飾板裝配過程中，通過合理匹配結構布置，可以確保上、下飾板在焊接之前確保自然裝配滿足匹配要求，同時確保在焊接過程中零件不會發生形變。

5.2.1 上飾板與下飾板間隙面差控制結構設

控制上、下飾板匹配處（圖8 i-j-k-l-m-n）間隙面差是本文中重點、難點所在，間隙問題即是做好控制Z向，面差即做好是控制Y向。

在上、下飾板匹配（i-j-k）段范圍內，以Z向和Y向兩個結構為一組（下圖虛線框內結構），在（i-j-k）段受到空間尺寸限制，上飾板采用Z向拔模，故采用Z向裝配，布置6組，每組間隔大概60～100mm。

圖5截面C-C所示通過上飾板限位“工”結構插入下飾板的安裝孔中，控制Y向尺寸;圖8截面D-D所示通過上飾板卡扣卡在下飾板的安裝孔中，控制Z向尺寸，從而實現自然狀態下對上下飾板（i-j-k）段的間隙面差控制。

上、下飾板匹配圖8（k-l-m-n）段范圍內，采用“U”（①）性特征控制間隙，采用片筋（④）控制（k-l-m）段的面差，采用片筋控制（m-n）段的面差。具體見圖7。

通過以上相關結構設計，實現了對上、下飾板分縫線（i-j-k-l-m-n）間隙斷差控制。

5.2.2 上、下飾板焊接結構選擇和空間校核

完成定位以及相關位置間隙斷差結構設計完成之后，還需要利用相關結構把上、下飾板焊起來，形成牢固的門飾板總成。結合上飾板前半部分特征面類似倒“U”型、內部空間小、上飾板模具采用了Z向出模等特點，前半部分采用“BOSS柱”超聲波焊接，“BOSS柱”間距在80～120mm之間，布置5個焊接點（圖7虛線框內）。

根據BOSS柱超聲波焊接布置結果，“BOSS柱”半徑R1=4mm，超聲波焊接頭半徑R2=10mm，單邊安全距離L1=3mm，校核要求以RMIN=R2+L1=13mm為最小半徑圓柱作為基準，根據圖10截面E-E分析結果：

當RMIN>L0時，不滿足焊接空間需求，焊槍與周邊零件有干涉風險，需要重新BOSS柱位置進行布置。

當RMIN

上飾板后半部分不受限造型特征，空間比較大，適合采用“面與面”超聲波焊接，此類方式是通過超聲波將A、B兩種零件壁厚焊接在一起，一般形狀為正方形或者長方形，也可以異形，有效面積比“BOSS柱”焊接大，比較牢固，焊槍頭根據實際空間大小進行調整。經過空間大小評估之后，上飾板后半部分“面與面”超聲波焊布置（圖11虛線框內）按照40～120mm距離布置。具體見圖8。

根據經驗“面與面”超聲波焊空間校核，按照槍頭實際尺寸+單邊3㎜進行校核即可。

根據上述分析結論：上、下飾板焊接方式根據內部空間尺寸大小采用了“BOSS柱”和“面與面”超聲波焊接，上、下飾板完成全部結構設計。

6 結論

通過了零件成型可行性分析進行合理分塊，分塊零件內部結構基于模具設計和焊接工藝選擇進行合理設計，從而實現低成本、結構可靠、符合造型設計師設計意圖的產品。

參考文獻：

[1]林振清，張秀玲，沈言錦.塑料模具設計基礎 塑料成型工藝及模具設計.

[2]張勝玉.塑料超聲波焊接技術（上）.塑料包裝.2014（6）.