在“以塑代钢”的轻量化须要的后台下，对金属制仪容板横梁总成举办塑料接替计划。根据塑料的成型工艺请求对仪容板横梁总成举办齐全计划，使其完成一体化的宗旨。为了餍足建立工艺须要及各项本能实验须要，文章基于Moldflow软件和分子散布理论，建树塑料仪容板横梁的有限元模子，肯定材料并剖析影响其本能的重大目标熔接痕的强度，在零件计划、模具、工艺等各方面临其举办优化计划。着末颠末理论注塑临盆零件，颠末振动经久实验和善囊爆破实验，考证了塑料仪容板横梁的构造计划和建立工艺的灵验性，具备确定的实际提拔意义。

塑料仪容板横梁注塑成型熔接痕Moldflow软件

引言

塑料仪容板横梁运用在如斯重大的车内平安零件上，须要有充足的刚度来抵当安置在其上的内饰件重力以及外力所带来的变形。这些都对仪容板横梁的综协力学本能提议较高的请求。

1、构造计划

1.1金属制仪容板横梁

金属制仪容板横梁骨架总成重要包含主梁管、左右边支架、转向管柱支架、空气囊(PAB)支架、空调(HVAC)支架、驾驶员侧支架、副驾驶员侧支架、收音机支架、中控台(CNSL)支架、安置影音系统的中央支架和仪容板不变支架等多达30个支架。各支架重要由不同厚度的金属件冲压而成，尔后焊接在主梁管上，如图1所示。

1.2塑料仪容板横梁

基于整车处境，仪容板横梁做为汽车内饰最重大的构造件之一不变在车身处境中，并为仪容板本质、转向管柱、空调风道和各式电器件等内饰件及电子件供应撑持支架。

2、成型性剖析

2.1有限元模子的建树

在举办模流剖析以前，首先将产物的三维构造实体导入Moldflow软件，尔后举办网格区分，斟酌到剖析的精度，抉择双层面网格类别区分，网格区分后果如图3所示。网格最大纵横比小于10，般配率大于85%，自在边、共用边、缔交单位等为0，适合模流剖析请求的网格区分准则。

2.2材料及工艺参数抉择

2.3模仿后果剖析

2.3.1填充后果剖析

2.3.2熔接痕剖析

熔接痕是两个或多个活动前沿会合时孕育的。凭借材料的合并旨趣，熔接痕地方会有表面缺点，且该地方的呆板强度正常会响应衰弱。正如前文所述，仪容板横梁零件构造繁杂，筋位众多且方位各别。在塑胶活动的进程中，料流前沿会分红良多分支，很简单孕育熔接痕，如图9所示。

塑料仪容板横梁承载着平安的功效，须要较高的强度;尤为是与车身钣金、转向管柱以及气囊贯串接的部份能否餍足实验须要，是仪容板横梁成型的关键。

3、成型优化计划

3.1理论根底

任暂时候，两股熔体前沿的分子链散布能耐可由该时候的自在能与齐全粘结时的自在能之差所决议，可示意为

式中:Gt为在t时候体制的自在能;Gf为在齐全粘结时体制的自在能。

当两股熔体邂逅时，其自在能之差可分红两部份:搀杂自在能和表面自在能。采取SL格子流体理论谋略两齐集物熔体的搀杂自在能，采取Guggenheim阅历公式谋略两熔体前沿来往界面的表面自在能，凭借前方所说的分子散布理论公式，可得非结晶性塑料注塑成品熔接痕强度的数学模子为

式中:C0为常数;D为散布系数;K为玻尔兹曼常数;Mw为齐集物的重等分子量;δx为分子链的散布深度;F为阿佛加德罗常数;γ0为0K时的表面张力;Tcr为临界温度。综上也许看出，影响熔接痕强度的重要参数是熔体温度。其它凭借熔接痕的孕育机理也也许看出，熔接痕的会合角度也是影响其强度的重大要素之一。

3.2关键点界说

塑料仪容板横梁上的熔接痕良多，本文凭借仪容板横梁的受力特征以及模仿剖析，界说了关键承力点:与车身的安置点，秉承一共仪容板横梁的重力;与转向管柱的接连点，秉承一切转向管柱的重力与行动;与气囊框支架的接连点，承载气囊框爆破的反冲力。如图10所示为关键点地方。凭借上述熔接痕的剖析后果也许看出，所相关键点都有熔接痕产生，如表2所示。

3.3关键点优化

为了优化熔体温度和会合角度，从成本的角度斟酌，首先要调度工艺参数，其次调度模具参数(打针系统和冷却系统)，着末再斟酌点窜产物构造。

(1)工艺参数优化

(2)模具参数优化

模具构造与熔接痕的孕育也有着亲昵的关联，多浇口浇注、存在嵌件会影响熔接痕的孕育。

本例中的浇口系统中，良多直接点浇口在筋位上，会孕育活动碰壁，致使加入型腔的熔体流量过少，由于零件构造束缚，浇口只可安放在筋位上。因此重要颠末点窜浇口尺寸来调度加入型腔的熔体流量。颠末量轮考证采取成本最低的浇口计划，如图11所示。为革新活动路线，点浇口地方添加7mm的圆台。

在熔接痕地区强化排气，开设冷料井有益于提升熔体在冷料井部位会合时的温度，从而提升熔接痕强度。

(3)零件构造优化

3.4优化成绩

归纳前方的3种优化法子，对界说的所相关键点举办优化。对所相关键点的熔接痕从熔体温度、会合角度两方面举办汇总剖析，优化先后的参数如表3所示。所相关键点的熔体温度都在℃以上，在熔体的保举材料局限以内，况且与热流道里的熔体温度比拟，温度降惟独10℃，极地面提升了熔接痕的强度。其它，熔接痕的会合角度较优化以前显然变大，会合角度大于°，这些都对熔接痕的强度有显著的优化影响。图图15是A点优化先后的会合角度。

4、实验考证

采取上述优化计划，理论试模临盆出仪容板横梁，如图16所示。并针对该零件举办了子系统须要的各项实验。个中，对零件强度请求较高的震荡经久实验和善囊爆破实验中，都未涌现零件部分断裂的局势。图17为震荡经久实验以后的零件状况。

5、结语

塑料仪容板横梁骨架总成轻量率为20%，餍足轻量化请求。在餍足装置功效和子系统实验须要的根底上，剖析材料的填充活动可行性，并针对影响零件强度且不行防止的熔接痕，基于Moldflow软件和分子散布理论，对其成型工艺、模具构造、零件计划举办优化计划。实验声明，塑料仪容板横梁具备优秀的可建立性，可餍足实验请求。

泉源：工艺材料

做家：向良明、杨燕燕、周淑渊

注：文中观念仅供分享相易，不代表本

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