汽車天然纖維復(fù)合材料柱飾板的級(jí)進(jìn)模壓工藝及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種環(huán)保型汽車B類天然纖維復(fù)合材料柱飾板的級(jí)進(jìn)模壓工藝及裝置。該類柱飾板較為狹長(zhǎng)，具有較規(guī)則的幾何形狀，由于需要安裝可調(diào)高度的安全帶，存在較長(zhǎng)沖孔。根據(jù)汽車B類類天然纖維復(fù)合材料柱飾板的成型特點(diǎn)，設(shè)計(jì)四工位級(jí)進(jìn)模具。具體的操作為：在第一工位，加熱芯層纖維氈；在第二工位，在加熱面層纖維氈的同時(shí)對(duì)芯板模壓成型；在第三工位，面板和芯板模壓成型粘接在一起；在第四工位，進(jìn)行沖孔和落料操作得到頂棚內(nèi)飾板。該生產(chǎn)工藝克服了汽車B類天然纖維復(fù)合材料柱飾板復(fù)合模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、效率低的缺點(diǎn)，有利于自動(dòng)化生產(chǎn)。
【專利說(shuō)明】汽車天然纖維復(fù)合材料柱飾板的級(jí)進(jìn)模壓工藝及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種環(huán)保型汽車B類天然纖維復(fù)合材料柱飾板的級(jí)進(jìn)模壓工藝及裝置。采用連續(xù)帶狀、預(yù)定型的芯層纖維氈和面層纖維氈，在多工位級(jí)進(jìn)模具上熱壓成型，之后沖孔落料，得到復(fù)合材料內(nèi)飾板。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展和人們環(huán)保意識(shí)的不斷提高，原有的汽車柱飾板內(nèi)飾件通常含有較多增塑劑，且不利于回收利用。通常汽車B類柱飾板多為塑料件，相應(yīng)的成型方式為注塑成型；現(xiàn)有的纖維復(fù)合材料內(nèi)飾板的生產(chǎn)方式是以片狀的纖維氈為原材料，配合汽車內(nèi)飾件生產(chǎn)的是復(fù)合模具，在生產(chǎn)過(guò)程中，形狀稍復(fù)雜就會(huì)引起內(nèi)飾板產(chǎn)品尺寸和形狀的不精確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明應(yīng)用由天然纖維和合成化學(xué)纖維制成的纖維氈卷料作為汽車柱飾板生產(chǎn)的原材料，為了配合這一環(huán)保型材料的改變，本發(fā)明設(shè)計(jì)了生產(chǎn)汽車B類柱飾板的成型工藝和級(jí)進(jìn)模具。這類成型工藝和級(jí)進(jìn)模具可用于汽車整塊B柱飾板、B類上柱飾板和B類下柱飾板的成型。該多工位級(jí)進(jìn)模具先后完成芯層纖維氈的熱壓成型、面層纖維氈的熱壓成型及其與芯層板的復(fù)合、沖孔及落料，生產(chǎn)出汽車B類柱飾板。
[0004]本發(fā)明利用天然纖維和對(duì)人體無(wú)害的合成纖維制成的內(nèi)飾板面層纖維氈卷料和芯層纖維氈卷料，采用熱壓成型工藝制造汽車B類柱飾板，環(huán)保性能好，便于回收利用，屬于環(huán)境友好型材料和工藝技術(shù)。
[0005]實(shí)現(xiàn)的技術(shù)路線為:熱壓成型過(guò)程分為四個(gè)工位，針對(duì)四個(gè)工位的工藝要求，設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的模具。
[0006]汽車天然纖維復(fù)合材料柱飾板的級(jí)進(jìn)模壓裝置，包括依次設(shè)置的四個(gè)工位和連續(xù)級(jí)進(jìn)的面層纖維氈和芯層纖維氈，所述四個(gè)工位上均設(shè)置有能夠開(kāi)模和合模的上模座和下模座；所述第一工位的上模座和下模座上設(shè)有芯層加熱板，用于對(duì)芯層纖維租加熱；所述第二工位的上模座和下模座上設(shè)置有芯層熱壓模具，用于芯層纖維氈被壓制成芯層板；所述第三工位上的上模座和下模座上設(shè)置有面層熱壓模具，用于將加熱后的面層纖維氈和已經(jīng)成型的芯層板壓制成型，并實(shí)現(xiàn)與芯層板的熱壓粘合；所述第四工位的上模座和下模座上設(shè)有內(nèi)飾板模具，所述內(nèi)飾板模具上還設(shè)有壓邊/卸料板和沖孔模具，起作用分別是把工藝廢料卸下來(lái)以及完成沖孔、落料。取出車門(mén)內(nèi)飾板，然后帶狀的工藝廢料右移通過(guò)導(dǎo)向輥而被卷繞回收。
[0007]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一工位或第二工位的上方或下方設(shè)有面層加熱板，用于對(duì)面層纖維氈加熱。在成型過(guò)程中，上模座保持固定。兩條墊板位于上模座的上表面，在這兩條墊板之間預(yù)留適當(dāng)?shù)目臻g，便于面層纖維氈的水平輸運(yùn)以及用加熱板來(lái)加熱。
[0008]在第一、二工位之間設(shè)有導(dǎo)向棍,該導(dǎo)向棍固定于上模座上，防止加熱后的芯層纖維氈在重力作用下下垂變形。
[0009]在第二、三工位之間設(shè)有導(dǎo)向輥。在合模過(guò)程中，當(dāng)下模座推動(dòng)芯層板向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，該導(dǎo)向棍隨之一起向上運(yùn)動(dòng)；與此同時(shí)，垂直方向的面層纖維租、水平方向的面層纖維氈協(xié)同后退，以避免垂直方向的面層纖維氈在模具內(nèi)彎曲、折疊。在開(kāi)模過(guò)程中，該導(dǎo)向輥隨著已成型的芯層板一起下移，當(dāng)芯層板下降到特定高度的位置而停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，該導(dǎo)向輥隨之停止運(yùn)動(dòng)。當(dāng)芯層纖維氈水平輸運(yùn)時(shí)，該導(dǎo)向輥把面層纖維氈的垂直運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樗竭\(yùn)動(dòng)，利于芯層板和面層纖維氈在第三工位的復(fù)合。
[0010]所述面層加熱板分為上加熱板和下加熱板，所述上加熱板和下加熱板分別固定于上墊板和下墊板上。
[0011]所述車門(mén)用天然纖維復(fù)合材料內(nèi)飾板的級(jí)進(jìn)模壓裝置還設(shè)有頂料桿，把已成型的制品頂出模腔。
[0012]所述第二和第三工位之間設(shè)有一個(gè)狹長(zhǎng)的通孔，便于面層纖維氈的垂直輸運(yùn)。下模座在動(dòng)力系統(tǒng)的作用下上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)裝夾在下模座上的下模具一起上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
[0013]芯層纖維氈和面層纖維氈在進(jìn)入模具工作區(qū)之后，其兩側(cè)邊都由夾具夾持，并由夾具帶動(dòng)纖維氈向前運(yùn)動(dòng)，避免芯層纖維氈和面層纖維氈在模壓成型時(shí)發(fā)生皺縮，或者在運(yùn)輸過(guò)程中發(fā)生變形。當(dāng)芯層纖維氈和面層纖維氈離開(kāi)模具工作區(qū)之后，其兩側(cè)邊的夾具自動(dòng)脫落。
[0014]面層纖維氈和芯層纖維氈在相應(yīng)導(dǎo)向輥的作用下向前輸運(yùn)。這些導(dǎo)向輥根據(jù)需要，分別固定在上模座或者下模座上。
[0015]最后卷筒將工藝廢料卷繞收集，回收利用。
[0016]本發(fā)明還提供了一種汽車天然纖維復(fù)合材料柱飾板的級(jí)進(jìn)模壓工藝，包括如下步驟:
[0017]I)在第一工位，當(dāng)模具閉合時(shí)，加熱板對(duì)芯層纖維氈加熱，熱處理的溫度為1750C -250O。
[0018]2)在第二個(gè)工位，在合模過(guò)程中，下模座向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)芯層熱壓凹模接觸平直的芯層纖維氈時(shí)，芯層熱壓凹模推動(dòng)芯層纖維氈一起向上運(yùn)動(dòng)，最終芯層熱壓凹模和芯層熱壓凸模閉合，芯層纖維租在閉合模腔內(nèi)被壓制成型。在開(kāi)模過(guò)程中，已成型的芯層板與芯層熱壓凹模一起向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)芯層板到達(dá)在第一、二工位之間的導(dǎo)向輥高度位置時(shí)停止下移，芯層熱壓凹模繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)回到下死點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)已成型的芯層板與芯層熱壓凹模的分離。同時(shí)，對(duì)面層纖維氈加熱，熱處理溫度為175°C -250°C。
[0019]3)在第三工位，當(dāng)模具閉合時(shí)，面層纖維氈和已經(jīng)成型的芯層板之間被壓制成型，并實(shí)現(xiàn)與芯層板的熱壓粘合。
[0020]4)在第四工位，在合模過(guò)程中完成沖孔和落料，在之后的開(kāi)模過(guò)程中，安裝于落料凸模周邊的壓邊/卸料板起到卸料作用，把工藝廢料從落料凸模上卸下來(lái)。沖孔廢料則從下模具的廢料孔中排出。在開(kāi)模完成之后，取出內(nèi)飾板，然后帶狀的工藝廢料右移通過(guò)導(dǎo)向輥而被卷繞回收，與此相應(yīng)的是，芯層纖維氈和面層纖維氈也向右水平輸運(yùn)，從而進(jìn)入下一個(gè)合模/開(kāi)模的工作循環(huán)。
[0021]本發(fā)明與通常用在汽車B類柱飾板生產(chǎn)中的模具相比，具有以下特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn):[0022]I)本發(fā)明設(shè)計(jì)的是利用天然纖維制成的纖維氈卷料作為原料，相應(yīng)的成型方式為熱壓成型。
[0023]2)本發(fā)明應(yīng)用的原料是連續(xù)帶狀、預(yù)定型的天然纖維氈卷料，配合級(jí)進(jìn)模具，將復(fù)雜的成型過(guò)程在多個(gè)工位上逐步完成，每步操作相對(duì)簡(jiǎn)單，有效地提高產(chǎn)品的精確度。
[0024]3)本發(fā)明將生產(chǎn)纖維復(fù)合材料柱飾板的模具設(shè)計(jì)成多工位級(jí)進(jìn)模具，不同于常用的單工位復(fù)合模具，有利于汽車內(nèi)飾板的大批量、自動(dòng)化生產(chǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2是第一工位模具圖。
[0027]圖3是第二、三工位模具圖。
[0028]圖4是第四工位模具圖。
[0029]其中，1、面層纖維租；2、上模座；3、芯層上墊板；4、芯層上加熱板；5、芯層纖維租；
6、芯層下加熱板；7、芯層下墊板；8、下模座；9、第一導(dǎo)向棍；10、第二導(dǎo)向棍；11、芯層熱壓凹模；12、第三導(dǎo)向棍；13、芯層熱壓凸模；14、面層上墊板；15、面層上加熱板；16、面層下加熱板；17、面層下墊板；18、第四導(dǎo)向棍；19、第五導(dǎo)向棍；20、面層熱壓凹模；21、面層熱壓凸模；22、壓邊/卸料板；23、內(nèi)飾板凸模；24、沖孔凸模；25、內(nèi)飾板凹模；26、落料凸模；27、廢料孔；28、第六導(dǎo)向輥。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0031]如圖1-圖4所示，一種汽車天然纖維復(fù)合材料柱飾板的級(jí)進(jìn)模壓裝置，包括依次設(shè)置的四個(gè)工位和連續(xù)級(jí)進(jìn)的面層纖維氈I和芯層纖維氈5，所述四個(gè)工位上設(shè)置有能夠開(kāi)模和合模的上模座2和下模座8 ;上模座2保持固定，下模座8在動(dòng)力系統(tǒng)的作用下上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)裝夾在下模座8上的模具一起上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
[0032]所述第一工位上設(shè)有芯層上加熱板4和芯層下加熱板6，芯層上加熱板4通過(guò)芯層上墊板3固定在上模座2上，芯層下加熱板6通過(guò)芯層下墊板7固定在下模座8上；卷繞的芯層纖維氈5通過(guò)第二導(dǎo)向輥10水平地級(jí)進(jìn)到芯層上加熱板4和芯層下加熱板6上加熱。
[0033]在第一、二工位之間設(shè)有第三導(dǎo)向棍12,該第三導(dǎo)向棍12固定于上模座2上，防止加熱后的芯層纖維氈5在重力作用下下垂變形。
[0034]所述第二工位上設(shè)置有芯層熱壓凹模11和芯層熱壓凸模13，用于將芯層纖維氈5被壓制成芯層板，所述芯層熱壓凹模11和芯層熱壓凸模13分別固定在下模座8和上模座2上；
[0035]所述第二工位上，上模座2的上表面上設(shè)有面層上墊板14和面層下墊板17，面層上墊板14和面層下墊板17之間設(shè)有面層上加熱板15和面層下加熱板16,用于對(duì)面層纖維氈I加熱。卷繞的面層纖維氈I通過(guò)第一導(dǎo)向輥9水平地級(jí)進(jìn)到面層上加熱板15和面層下加熱板16中加熱。在面層上墊板14和面層下墊板17之間預(yù)留適當(dāng)?shù)目臻g，便于面層纖維氈I的水平輸運(yùn)以及用面層上加熱板15和面層下加熱板16來(lái)加熱。
[0036]在第二、三工位之間設(shè)有第四導(dǎo)向輥18和第五導(dǎo)向輥19。第四導(dǎo)向輥18用以將面層纖維氈I的水平進(jìn)給轉(zhuǎn)變?yōu)榇怪边M(jìn)給，所述第二和第三工位之間設(shè)有一個(gè)狹長(zhǎng)的通孔，便于面層纖維氈I的垂直輸運(yùn)。
[0037]在合模過(guò)程中，當(dāng)下模座8推動(dòng)芯層板向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，第五導(dǎo)向輥19隨之一起向上運(yùn)動(dòng)；與此同時(shí)，垂直方向、水平方向的面層纖維氈I協(xié)同后退，以避免垂直方向的面層纖維氈I在模具內(nèi)彎曲、折疊。在開(kāi)模過(guò)程中，第五導(dǎo)向輥19隨著已成型的芯層板一起下移，當(dāng)芯層板下降到特定高度的位置而停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，第五導(dǎo)向輥19隨之停止運(yùn)動(dòng)。當(dāng)芯層纖維氈5水平輸運(yùn)時(shí)，第五導(dǎo)向輥19把面層纖維氈I的垂直運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樗竭\(yùn)動(dòng)，利于芯層板和面層纖維氈I在第三工位的復(fù)合。
[0038]所述第三工位上設(shè)置有面層熱壓凸模21和面層熱壓凹模20，用于將加熱后的面層纖維氈I和已經(jīng)成型的芯層板壓制成型，并實(shí)現(xiàn)與芯層板的熱壓粘合。
[0039]所述第四工位上設(shè)有內(nèi)飾板凸模23和內(nèi)飾板凹模25，分別固定于上模座2和下模座8上，所述內(nèi)飾板凸模23和內(nèi)飾板凹模25上分別設(shè)有壓邊/卸料板22和落料凸模26，起到卸料作用，把工藝廢料從落料凸模26上卸下來(lái)，所述內(nèi)飾板凸模23和內(nèi)飾板凹模25上分別設(shè)有沖孔凸模24和廢料孔27，沖孔廢料則從廢料孔27中排出。
[0040]所述第四工位后設(shè)有第六導(dǎo)向輥28，在取出車門(mén)內(nèi)飾板，然后帶狀的工藝廢料右移通過(guò)第六導(dǎo)向輥28而被卷繞回收。
[0041]上述實(shí)施例的工作過(guò)程為:在一個(gè)開(kāi)模和合模過(guò)程中，
[0042]在第一工位，當(dāng)模具閉合時(shí)，芯層上加熱板4和芯層下加熱板6對(duì)芯層纖維租5加熱，熱處理的溫度為175°C _250°C。
[0043]在第二工位，在合模過(guò)程中，下模座8向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)芯層熱壓凹模11接觸平直的芯層纖維租5時(shí),芯層熱壓凹模11推動(dòng)芯層纖維租5 一起向上運(yùn)動(dòng),最終芯層熱壓凹模11和芯層熱壓凸模13閉合，芯層纖維氈5在閉合模腔內(nèi)被壓制成型。在開(kāi)模過(guò)程中，已成型的芯層板與芯層熱壓凹模11 一起向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)芯層板到達(dá)在第一、二工位之間的第三導(dǎo)向輥12高度位置時(shí)停止下移，芯層熱壓凹模11繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)回到下死點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)已成型的芯層板與芯層熱壓凹模11的分離。同時(shí)，對(duì)面層纖維氈I加熱，熱處理溫度為175°C _250°C。
[0044]在第三工位，當(dāng)模具閉合時(shí)，面層纖維氈I和已經(jīng)成型的芯層板之間被壓制成型，并實(shí)現(xiàn)與芯層板的熱壓粘合。
[0045]在第四工位，在合模過(guò)程中完成沖孔和落料，在之后的開(kāi)模過(guò)程中，安裝于落料凸模26周邊的壓邊/卸料板22起到卸料作用，把工藝廢料從落料凸模26上卸下來(lái)。沖孔廢料則從下模座8的廢料孔27中排出。在開(kāi)模完成之后，取出柱飾板，然后帶狀的工藝廢料右移通過(guò)第六導(dǎo)向輥28而被卷繞回收，與此相應(yīng)的是，芯層纖維氈5和面層纖維氈I也向右水平輸運(yùn)，從而進(jìn)入下一個(gè)合模/開(kāi)模的工作循環(huán)。
[0046]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.汽車天然纖維復(fù)合材料柱飾板的級(jí)進(jìn)模壓裝置，其特征是，包括依次設(shè)置的四個(gè)工位和工藝廢料回收裝置，所述四個(gè)工位上均設(shè)置有能夠開(kāi)模和合模的上模座和下模座；所述第一工位的上模座和下模座上設(shè)有芯層加熱板；所述第二工位的上模座和下模座上設(shè)置有芯層熱壓模具；所述第三工位上的上模座和下模座上設(shè)置有面層熱壓模具；所述第四工位的上模座和下模座上設(shè)有內(nèi)飾板模具，所述內(nèi)飾板模具上還設(shè)有壓邊/卸料板和沖孔模具。
2.如權(quán)利要求1所述的汽車天然纖維復(fù)合材料柱飾板的級(jí)進(jìn)模壓裝置，其特征是，所述第一工位或第二工位的上方或下方設(shè)有面層加熱板。
3.如權(quán)利要求1所述的汽車天然纖維復(fù)合材料柱飾板的級(jí)進(jìn)模壓裝置，其特征是，在第一、二工位之間設(shè)有導(dǎo)向輥。
4.如權(quán)利要求1所述的汽車天然纖維復(fù)合材料柱飾板的級(jí)進(jìn)模壓裝置，其特征是，在第二、三工位之間設(shè)有導(dǎo)向輥。
5.如權(quán)利要求1所述的汽車天然纖維復(fù)合材料柱飾板的級(jí)進(jìn)模壓裝置，其特征是，所述面層加熱板分為上加熱板和下加熱板，所述上加熱板和下加熱板分別固定于上墊板和下墊板上。
6.如權(quán)利要求1所述的汽車天然纖維復(fù)合材料柱飾板的級(jí)進(jìn)模壓裝置，其特征是，所述車門(mén)用天然纖維復(fù)合材料內(nèi)飾板的級(jí)進(jìn)模壓裝置還設(shè)有頂料桿。
7.如權(quán)利要求1所述的汽車天然纖維復(fù)合材料柱飾板的級(jí)進(jìn)模壓裝置，其特征是，所述第二和第三工位之間設(shè)有通孔。
8.如權(quán)利要求1所述的汽車天然纖維復(fù)合材料柱飾板的級(jí)進(jìn)模壓裝置，其特征是，所述芯層纖維氈和面層纖維氈兩側(cè)由夾具夾持。
9.汽車天然纖維復(fù)合材料柱飾板的級(jí)進(jìn)模壓工藝，其特征是，包括依次設(shè)置的四個(gè)工位和連續(xù)級(jí)進(jìn)的面層纖維氈和芯層纖維氈，包括如下步驟: 1)在第一工位，加熱板對(duì)芯層纖維租加熱； 2)在第二工位，芯層纖維氈在閉合模腔內(nèi)被壓制成型；并實(shí)現(xiàn)已成型的芯層板與芯層熱壓模具的分離； 3)在第三工位，面層纖維氈和已經(jīng)成型的芯層板之間被壓制成型，實(shí)現(xiàn)與芯層板的熱壓粘合； 4)在第四工位，完成沖孔和落料； 取出車門(mén)內(nèi)飾板后，回收工藝廢料。
10.如權(quán)利要求9所述的汽車天然纖維復(fù)合材料柱飾板的級(jí)進(jìn)模壓工藝，其特征是，所述第一工位和第二工位的熱處理的溫度為175°C _250°C，第三工位中所述的預(yù)熱處理的溫度為175°C _250°C，預(yù)熱處理的時(shí)間為60-100秒；熱模壓溫度為175°C -300°C;汽車內(nèi)飾板模具上液壓成型的模壓壓力是15-20MPa，液壓成型時(shí)間為60-100秒。
【文檔編號(hào)】B29C51/44GK103496156SQ201310465196
【公開(kāi)日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】賈玉璽, 王照靜 申請(qǐng)人:山東大學(xué)