CN105089877A - 汽车发动机进气歧管及其注塑模具和制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车发动机进气歧管及其注塑模具和制造方法，所述汽车发动机进气歧管包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体上设置有用于与所述第二壳体连接的第一熔接面，所述第二壳体上也对应设置有第二熔接面，所述第一熔接面与所述第二熔接面接合以由所述第一壳体和所述第二壳体包围形成供气体流入的进气通道，且所述第二壳体上沿所述进气通道的延伸方向并列设置有多个分别与所述进气通道相连通的气体通道，所述多个气体通道用于与汽车发动机连通。本发明所提供的汽车发动机进气歧管的生产成本更低、密封性能更好且具有优异的力学性能。

Description

汽车发动机进气歧管及其注塑模具和制造方法

技术领域

本发明涉及注塑模具及方法，尤其涉及一种由两个部件组成的汽车进气歧管及其注塑模具和制造方法。

背景技术

为实现汽车轻量化发展，节能降耗，提高车速，降低成本，汽车厂越来越多的选用塑料代替金属来制造发动机进气歧管(AIM)。

由于歧管形状复杂，现有技术中注塑所得的汽车发动机进气歧管由多个部分焊接而成，且焊接面积较大，需要两次或多次焊接，增加了生产步骤和焊接难度；此外，现有技术中用于制造发动机进气歧管的气道部分是由多个部分焊接而成，因而密封性能有限且容易影响焊接处气道内壁的光滑度。

发明内容

针对上述缺陷，有必要提供一种仅由两个部件组成，且气道位于其中一个部件中的汽车发动机进气歧管及其注塑模具和制造方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种汽车发动机进气歧管，包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体上设置有用于与所述第二壳体连接的第一熔接面，所述第二壳体上也对应设置有第二熔接面，所述第一熔接面与所述第二熔接面接合以由所述第一壳体和所述第二壳体包围形成供气体流入的进气通道，且所述第二壳体上沿所述进气通道的延伸方向并列设置有多个分别与所述进气通道相连通的气体通道，所述多个气体通道用于与汽车发动机连通。

所述第二壳体上还设置有与所述进气通道相通的进气口，所述多个气体通道完全设置在所述第二壳体上，且所述多个气体通道彼此之间相互独立。

所述第一熔接面和所述第二熔接面环绕所述进气通道设置。

所述第一熔接面和所述第二熔接面通过高频振动熔接技术熔接，使所述第一壳体和所述第二壳体相互连接。

所述第一熔接面和所述第二熔接面的熔接是一次加工成型。

所述进气通道和所述气体通道的表面粗糙度在0.012微米至0.013微米之间。

本发明还提供一种用于制造前述汽车发动机进气歧管的注塑模具，包括用于制造所述第一壳体的第一模具组和用于制造所述第二壳体的第二模具组。

本发明还提供一种用于制造前述汽车发动机进气歧管的制造方法，包括如下步骤：

S1.分别制备用于制造所述第一壳体的第一模具组和用于制造所述第二壳体的第二模具组；

S2.分别通过所述第一模具组和所述第二模具组注塑制得所述第一壳体和所述第二壳体；

S3.使用高频振动熔接技术将所述第一壳体上的所述第一熔接面与所述第二壳体上的所述第二熔接面熔合连接。

所述步骤S2可进一步细化为如下步骤：

S21.为制得100质量份的注塑原料，在55-70质量份的尼龙中添加30～45质量份的玻璃纤维并充分混合；

S22.将步骤S21中制得的所述注塑原料放入烘干箱中，使所述注塑原料在70℃～90℃的热空气中干燥14～18小时；

S23.将步骤S22中烘干处理后的所述注塑原料加热熔化，分别将高温注塑原料注入所述第一模具组和所述第二模具组，制得所述第一壳体和所述第二壳体。

所述高频振动熔接技术的频率是200-250MHz，加压压力为11-14MPa，保持时间为2-5秒。

实施本发明所述的汽车发动机进气歧管及其注塑模具和制造方法，具有以下有益效果：本发明所提供的汽车发动机进气歧管仅由两部分组成，使得待熔接的面积大大减小，进而减少了加工次数；汽车发动机进气歧管的气体通道完全位于第二壳体内，可以有效避免在实际使用中进气歧管老化导致连接处气体泄露，从而获得更好的密封效果；提高注塑模具的加工精度以提高气体通道内壁的粗糙度，使气体在气体通道内的流动更加顺畅，提升汽车发动机的动力性能；增加注塑原料中玻璃纤维的比例，以提高注塑原料的强度和刚度，同时显著改善注塑原料的各项性能指标。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一具体实施例中汽车发动机进气歧管的拆分图；

图2是图1中汽车发动机进气歧管的第一壳体的结构示意图；

图3是图1中汽车发动机进气歧管的第二壳体的结构示意图；

图4是本发明汽车进气歧管的制造方法的流程图；

图5是图4中步骤S2的进一步细化的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案以及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了本发明一具体实施例中提供的通过注塑成型的汽车发动机进气歧管，包括相互独立的第一壳体1和第二壳体2，两者接合面上对应设置有熔接面，第一壳体1和第二壳体2相互连接并包围形成供气体流入的进气通道3，第二壳体2上沿进气通道3的延伸方向并列设置有多个分别与进气通道3相连通的气体通道201。

结合图2，第一壳体1上设置有用于与第二壳体2连接的第一熔接面101，对应的，第二壳体2上也相应设置有第二熔接面202。优选的，第一熔接面101和第二熔接面202环绕进气通道3设置，通过高频振动熔接使第一壳体1的第一熔接面101与第二壳体2的第二熔接面202熔接以形成完整的进气通道3，第一壳体1与第二壳体2连接固定，进而构成一个完整的汽车进气歧管。

同样优选的，第一熔接面101和第二熔接面202的熔接是利用电极一次加工成型，避免了二次加工的不准。

如图3所示，第二壳体2上还设置有与进气通道3相通的进气口203，用于与外部输送气体的管道设备相连接。外部气体通过进气口203进入进气通道3后，分别通过与进气通道3相通的多个气体通道201流出，且用于与汽车发动机连通的多个气体通道201彼此之间相互独立。由于气体通道201完全设置在第二壳体2上且与第一壳体1无关，与现有技术中通过多个部分连接形成相比，本实施例的设计可以有效避免实际使用中，由于进气歧管老化而导致连接处气体泄露，从而获得更好的密封效果。此外，气体通道201上没有设置接合面，不需要多个部件连接形成，确保气体通道201的内壁光滑，气体在气体通道201内的流动更加顺畅，进而使进气体通道201内的气压更加稳定，可提升汽车发动机的动力性能。

本发明还提供了一种制造该汽车发动机进气歧管的注塑模具，包括用于制造第一壳体1的第一模具组和用于制造第二壳体2的第二模具组，第一模具组与第二模具组均采用热流道转侧水口进胶的方式，即具有四个进胶口。

此外，还通过提高机械加工的精度来提高模具的尺寸精度，使注塑模具的型腔的表面粗糙度在0.012微米至0.013微米之间，以确保注塑所得的汽车发动机进气歧管的通道内壁的表面粗糙度在0.012微米至0.013微米之间，表面粗糙度的提升能使进气歧管内部的气压更加稳定，提升汽车发动机的动力性能。

本发明还提供了一种制造该汽车发动机进气歧管的方法，如图4所示，包括如下步骤：

S1.制造汽车发动机进气歧管的注塑模具：分别制备用于制造第一壳体1的第一模具组和用于制造第二壳体2的第二模具组；

S2.制造汽车发动机进气歧管的组成部件：分别通过第一模具组和第二模具组注塑制得第一壳体1和第二壳体2；

S3.制造汽车发动机进气歧管：通过高频振动熔接技术，将第一壳体1上的第一熔接面101与第二壳体2上的第二熔接面202熔合连接。

在使用高频振动熔接技术时，高频作用于热塑性材料的接触面，产生每秒几万次的高频振动，该高频振动能量传递到待连接区域，由于第一熔接面101和第二熔接面202处的声阻大，会产生局部高温，进而使待熔合的第一熔接面101和第二熔接面202迅速熔化；同时，对第一壳体1和第二壳体2加上一定压力使两者融为一体。当高频停止作用后，让压力持续几秒钟，等待熔接处凝固成型以形成坚固的分子链，达到熔接的目的，且使熔接强度接近于原材料的强度。

优选的，所述高频振动熔接技术的频率是200-250MHz，其加压压力为11-14MPa，保持时间为2-5秒。

步骤S2可进一步细化为如图5所示的如下步骤：

S21.制备注塑原料：为制得100质量份的注塑原料，在55-70质量份的聚酰胺6(简称PA6，俗称尼龙)中添加30～45质量份的玻璃纤维(简称GF)，然后充分混合；

S22.烘干注塑原料：将步骤S21中所得的注塑原料放入烘干箱中进行干燥处理，在70～90℃的热空气中干燥14～18小时；

S23.注塑成型：将步骤S22中所得的注塑原料加热至注塑温度以熔化，然后分别注入第一模具组和第二模具组，制得第一壳体1和第二壳体2。

在聚酰胺6加入玻璃纤维可显著提高原聚酰胺6材料的强度和刚性，尤其是当玻璃纤维的比例提高至30-45质量份以后，聚酰胺6的力学性能、尺寸稳定性、耐热性、耐老化性能以及耐疲劳强度都有明显提高。

在注塑成型过程中，添加玻璃纤维后会使注塑原料流动性变差，应相应的提高注射压力、注射速度和机筒温度。此外，由于玻璃纤维在注塑过程中会沿流动方向取向，引起力学性能和收缩率在取向方向上增强，导致制得的成品发生变形。因此，模具的浇口的位置和形状要合理，注塑时模具的温度应提高，制品取出后应放入热水中让其缓慢冷却。

优选的，注射压力在100Mpa至140Mpa之间，注塑温度在260℃至295℃之间。

综上所述，实施本发明所述的汽车发动机进气歧管及其制造方法，具有以下有益效果：本发明所提供的汽车发动机进气歧管仅由两部分组成，使得待熔接的面积大大减小，进而减少了加工次数；汽车发动机进气歧管的气体通道201完全位于第二壳体2内，可以有效避免在实际使用中由于进气歧管老化而导致连接处气体泄露，从而获得更好的密封效果；提高注塑模具的加工精度以提高气体通道201内壁的粗糙度，使气体在气体通道201内的流动更加顺畅，提升汽车发动机的动力性能；增加注塑原料中玻璃纤维的比例，以提高注塑原料的强度和刚度，同时显著改善注塑原料的各项性能指标。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种汽车发动机进气歧管，其特征在于，包括第一壳体(1)和第二壳体(2)，所述第一壳体(1)上设置有用于与所述第二壳体(2)连接的第一熔接面(101)，所述第二壳体(2)上也对应设置有第二熔接面(202)，所述第一熔接面(101)与所述第二熔接面(202)接合以由所述第一壳体(1)和所述第二壳体(2)包围形成供气体流入的进气通道(3)，且所述第二壳体(2)上沿所述进气通道(3)的延伸方向并列设置有多个分别与所述进气通道(3)相连通的气体通道(201)，所述多个气体通道(201)用于与汽车发动机连通。

2.根据权利要求1所述的汽车发动机进气歧管，其特征在于，所述第二壳体(2)上还设置有与所述进气通道(3)相通的进气口(203)，所述多个气体通道(201)完全设置在所述第二壳体(2)上，且所述多个气体通道(201)彼此之间相互独立。

3.根据权利要求1所述的汽车发动机进气歧管，其特征在于，所述第一熔接面(101)和所述第二熔接面(202)环绕所述进气通道(3)设置。

4.根据权利要求1所述的汽车发动机进气歧管，其特征在于，所述第一熔接面(101)和所述第二熔接面(202)通过高频振动熔接技术熔接，使所述第一壳体(1)和所述第二壳体(2)相互连接。

5.根据权利要求4所述的汽车发动机进气歧管，其特征在于，所述第一熔接面(101)和所述第二熔接面(202)的熔接是一次加工成型。

6.根据权利要求1所述的汽车发动机进气歧管，其特征在于，所述进气通道(3)和所述气体通道(201)的表面粗糙度在0.012微米至0.013微米之间。

7.一种用于制造权利要求1所述的汽车发动机进气歧管的注塑模具，其特征在于，包括用于制造所述第一壳体(1)的第一模具组和用于制造所述第二壳体(2)的第二模具组。

8.一种用于制造权利要求1所述的汽车发动机进气歧管的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.分别制备用于制造所述第一壳体(1)的第一模具组和用于制造所述第二壳体(2)的第二模具组；

S2.分别通过所述第一模具组和所述第二模具组注塑制得所述第一壳体(1)和所述第二壳体(2)；

S3.使用高频振动熔接技术将所述第一壳体(1)上的所述第一熔接面(101)与所述第二壳体(2)上的所述第二熔接面(202)熔合连接。

9.根据权利要求8所述的汽车发动机进气歧管的制造方法，其特征在于，所述步骤S2可进一步细化为如下步骤：

S21.为制得100质量份的注塑原料，在55-70质量份的尼龙中添加30～45质量份的玻璃纤维并充分混合；

S22.将步骤S21中制得的所述注塑原料放入烘干箱中，使所述注塑原料在70℃～90℃的热空气中干燥14～18小时；

S23.将步骤S22中烘干处理后的所述注塑原料加热熔化，分别将高温注塑原料注入所述第一模具组和所述第二模具组，制得所述第一壳体(1)和所述第二壳体(2)。

10.根据权利要求8所述的汽车发动机进气歧管的制造方法，其特征在于，所述高频振动熔接技术的频率是200-250MHz，加压压力为11-14MPa，保持时间为2-5秒。