一种高出外水切胶条的门饰板总成

农国盛

摘 要：汽车内饰造型设计过程中，门饰板总成与仪表板总成的特征关联性极强，一般门饰条前端特征与仪表板两端特征关联过度时，如果仪表板总成两侧特征线比外水切胶条位置高，那么门饰板前端上部会有部分特征会高出外水切胶条，从车门外透过玻璃是可以看到门饰板这一部分的零件表面，而这一部分往往无法通过模具一体成型来实现，文中通过合理的把门饰板分割成上下饰板两个零件来实现这一造型特征。

关键词：门饰板总成;上飾板;下饰板;模具;超声波焊接

1 引言

门饰板上端特征面高出外水切胶条时，从车外可视的部分都是模具拔模负角，无法出模，需要分块成型，如果分块不合理就会导致分块线从车外可视，很不美观.文中重点分析如何对这种情况下将门饰板总成进行分块，既能实现造型设计意图，又要兼顾相关匹配结构相对简单，模具和焊接工装投入比较低。

2 根据造型给出的A面进行模具拔模角度分析

根据A面做截面B-B，确定零件出模方向，检查是否有模具无法出模的情况。

从图1分析中可知，（a-b）段外高出外水切部分，按照一般门饰板模具出模方向（Y向出模），零件无法出模;（a-b）段使用滑块沿着Z向滑动，滑块会被（c-d）段阻碍，所以造型给出的门饰板A面无法采用一体成型来实现，需要将零件进行分块处理。

3 根据拔模分析情况将门饰板进行分块设计

在零件设计过程一般会遵循尽量避免产生过多的子级零件，故将门饰板分解成上饰板和下饰板两个零件。

3.1 分块位置选择

为了避免上饰板与下饰板的拼接线从车外不可视，分块线要放在图1所示的（b-c）之间，同时满足分割特征线光顺以及满足零件表面6°皮纹的拔模角要求。根据以上要求将门饰板进行分割如下：

3.2 上饰板和下饰板表面皮纹拔模角度（6°）分析

3.2.1 上饰板皮采用UG软件进行皮纹拔模角度分析如图2：

上饰板表面按照满足上6°要求，以Z向为拔模方向，进行模拟分析结果表明：大部分表面均可以满足要求，分析结果均为蓝色，但是（e-f-g-h）面颜色为红色，说明此处有倒扣，无法脱模，可以通过侧滑块（X向）来实现脱模。

3.2.2 下饰板皮采用UG软件进行纹角度分析如图3：

下饰板表面也是按照满足上6°皮纹要求，以Y向为拔模方向，根据模拟颜色分布结果，属于零件表面区域均为蓝色，说明表面拔模角均满足皮纹角度要求。

4 上饰板和下饰板装配方向确定

由于上饰板的模具采用Z向方向出模，为了降低模具结构的复杂性以及模具开发成本，那么其大部分的内部连接结构也只能尽量与出模方向一致，尽量避免使用滑块、侧抽芯等结构，基于连接结构大部分均为Z方向，所以上饰板和下饰板只能采用Z方向进行装配连接，这个有区别常规门饰板的上饰板与下饰板采用的Y向装配方式。

5 上饰板和下饰板连接结构设计

5.1 上饰板与下饰板装配过程的定位策略选择

选择主次定位布置点，对于外观件来说，一般根据选择客户关注主视角区域作为主定位的放置位置。上饰板是为X向长条零件，制造过程导致零件差异主要体现在长度方向上，故主定位和次定位布置在长度方向上。具体见图4。

由图4可知，客户关注点在虚线区域内，为了使得区域内间隙断差等匹配更加可靠，需把主定位布置在图7示意左侧位置，而图7示意右侧的次定位位置为非客户关注点，正好把长度方向的公差累积堆积在此位置。通过合理布置主次定位点，来优先保证关注区域的感知质量。

5.2 上饰板与下饰板匹配以及焊接结构设计

在上饰板和下饰板装配过程中，通过合理匹配结构布置，可以确保上、下饰板在焊接之前确保自然装配满足匹配要求，同时确保在焊接过程中零件不会发生形变。

5.2.1 上饰板与下饰板间隙面差控制结构设

控制上、下饰板匹配处（图8 i-j-k-l-m-n）间隙面差是本文中重点、难点所在，间隙问题即是做好控制Z向，面差即做好是控制Y向。

在上、下饰板匹配（i-j-k）段范围内，以Z向和Y向两个结构为一组（下图虚线框内结构），在（i-j-k）段受到空间尺寸限制，上饰板采用Z向拔模，故采用Z向装配，布置6组，每组间隔大概60～100mm。

图5截面C-C所示通过上饰板限位“工”结构插入下饰板的安装孔中，控制Y向尺寸;图8截面D-D所示通过上饰板卡扣卡在下饰板的安装孔中，控制Z向尺寸，从而实现自然状态下对上下饰板（i-j-k）段的间隙面差控制。

上、下饰板匹配图8（k-l-m-n）段范围内，采用“U”（①）性特征控制间隙，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。具体见图7。

通过以上相关结构设计，实现了对上、下饰板分缝线（i-j-k-l-m-n）间隙断差控制。

5.2.2 上、下饰板焊接结构选择和空间校核

完成定位以及相关位置间隙断差结构设计完成之后，还需要利用相关结构把上、下饰板焊起来，形成牢固的门饰板总成。结合上饰板前半部分特征面类似倒“U”型、内部空间小、上饰板模具采用了Z向出模等特点，前半部分采用“BOSS柱”超声波焊接，“BOSS柱”间距在80～120mm之间，布置5个焊接点（图7虚线框内）。

根据BOSS柱超声波焊接布置结果，“BOSS柱”半径R1=4mm，超声波焊接头半径R2=10mm，单边安全距离L1=3mm，校核要求以RMIN=R2+L1=13mm为最小半径圆柱作为基准，根据图10截面E-E分析结果：

当RMIN>L0时，不满足焊接空间需求，焊枪与周边零件有干涉风险，需要重新BOSS柱位置进行布置。

当RMIN

上饰板后半部分不受限造型特征，空间比较大，适合采用“面与面”超声波焊接，此类方式是通过超声波将A、B两种零件壁厚焊接在一起，一般形状为正方形或者长方形，也可以异形，有效面积比“BOSS柱”焊接大，比较牢固，焊枪头根据实际空间大小进行调整。经过空间大小评估之后，上饰板后半部分“面与面”超声波焊布置（图11虚线框内）按照40～120mm距离布置。具体见图8。

根据经验“面与面”超声波焊空间校核，按照枪头实际尺寸+单边3㎜进行校核即可。

根据上述分析结论：上、下饰板焊接方式根据内部空间尺寸大小采用了“BOSS柱”和“面与面”超声波焊接，上、下饰板完成全部结构设计。

6 结论

通过了零件成型可行性分析进行合理分块，分块零件内部结构基于模具设计和焊接工艺选择进行合理设计，从而实现低成本、结构可靠、符合造型设计师设计意图的产品。

参考文献：

[1]林振清，张秀玲，沈言锦.塑料模具设计基础 塑料成型工艺及模具设计.

[2]张胜玉.塑料超声波焊接技术（上）.塑料包装.2014（6）.