CN108858966B - 仪表板横梁骨架结构成型工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种仪表板横梁骨架结构成型工艺，包括如下步骤：A：制作横梁；B：制作注塑模具；C：将所述横梁放置于注塑模具中对应位置；D：向所述注塑模具的型腔注射熔融成型材料，经保压、冷却和脱模后，得到塑料骨架，所述塑料骨架包覆于所述横梁上，用于安装仪表板系统中的附件。本发明提供的仪表板横梁骨架结构成型工艺，横梁起结构支撑作用，塑料骨架用来安装附件，两者通过嵌件成型方式连接，在保证结构强度的同时，减轻了仪表板横梁结构的重量。嵌件成型技术成熟，塑料骨架原材料成本低，实现了低成本、轻量化的目标。同时，塑料骨架的应用，避免了车辆事故发生时，其对人体产生伤害。

Description

仪表板横梁骨架结构成型工艺

技术领域

本发明涉及汽车零部件技术领域，尤其是一种仪表板横梁骨架结构成型工艺。

背景技术

汽车的轻量化对于降低油耗、减少排放起着至关重要的作用，目前已成为国内外汽车工业界的研究热点。在确保原有性能的基础上优化设计各总成及零部件，是各车企业积极研究的课题。

汽车的仪表板横梁结构是汽车仪表板系统的内部骨架,起到支撑仪表板系统,提供仪表板系统中附件的安装位置,并且对增加整个车身的强度也有一定作用, 是仪表板系统与车身总成的连接支架。因此，如何在满足汽车仪表板横梁结构刚度及模态的情况下，减轻其重量，以达到轻量化的目的，这是各车企业重点研究的课题之一。

目前市场上应用最广的是钢制仪表板横梁结构和镁合金仪表板横梁结构。钢制仪表板横梁结构，其包括钢制的管梁和多个支架，多个支架焊接固定于管梁上，支架用于安装各种附件。它的缺点是：多次焊接造成精度不高，同时由于钢的密度高，增加了汽车的重量。

镁合金仪表板横梁结构，使用铝镁合金整体压铸成型，满足了轻量化的要求，但成本高，且存在工艺缺陷，不宜推广。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种仪表板横梁骨架结构成型工艺，使用较低的成本实现轻量化。

本发明提供了一种仪表板横梁骨架结构成型工艺，包括如下步骤：

A：制作横梁；

B：制作注塑模具；

C：将所述横梁放置于所述注塑模具中对应位置；

D：向所述注塑模具的型腔注射熔融成型材料，经保压、冷却和脱模后，得到一体结构的塑料骨架，所述塑料骨架包覆于所述横梁上，用于安装仪表板系统中的附件。

进一步地，步骤A包括步骤A1：挤出成型得到所述横梁，所述横梁为中空结构；步骤A2：在所述横梁的侧壁开设多个贯通的导流孔，在每一个所述导流孔内嵌设一中空的内衬件，所述内衬件的空腔将所述横梁的两侧连通。

进一步地，步骤A2中，设置所述内衬件使其沿所述横梁长度方向排布，并在垂直于所述横梁长度方向的平面上，相邻两个所述内衬件的投影之间夹设一角度。

进一步地，步骤A2中，设置所述内衬件，使其长度方向垂直于所述横梁的侧壁。

进一步地，步骤A还包括步骤A3：在所述横梁的侧壁外固定支架，所述支架用于安装转向管柱；步骤B包括，制作所述注塑模具使得所述塑料骨架包覆所述支架与所述横梁的侧壁的连接处。

进一步地，步骤B包括，制作所述注塑模具使得所述塑料骨架包括前部、连接部和后部，所述前部和所述后部分别位于所述连接部的两侧，其中，所述连接部通过嵌件成型方式包覆于所述横梁上，所述前部和所述后部用于安装仪表板系统中的附件。

进一步地，步骤B包括，制作所述注塑模具使得所述前部包括第一支撑部和第二支撑部，所述第一支撑部和所述第二支撑部一体成型并围成预设夹角的空腔，所述空腔用于安放仪表盘附件。

进一步地，步骤B包括，制作所述注塑模具使得所述塑料骨架还包括两个第一侧边，在车体宽度方向，分别位于所述第二支撑部的两侧，每一个所述第一侧边分别与所述第一支撑部和所述第二支撑部连接。

进一步地，步骤B包括，制作所述注塑模具使得所述塑料骨架还包括两个第二侧边，在车体宽度方向，分别位于所述后部的两侧，每一个所述第二侧边分别与所述后部和所述连接部连接。

进一步地，步骤B包括，制作所述注塑模具使得所述塑料骨架上包括多个工艺孔，或者，制作所述注塑模具使得所述塑料骨架上包括多个加强筋。

本发明提供的仪表板横梁骨架结构成型工艺，横梁起结构支撑作用，塑料骨架用来安装附件，两者通过嵌件成型方式连接，在保证结构强度的同时，减轻了仪表板横梁结构的重量。本发明中，嵌件成型技术成熟，工艺简单，塑料骨架原材料成本低，实现了低成本、轻量化的目标。同时，塑料骨架的应用，避免了车辆事故发生时，其对人体产生伤害。

附图说明

图1 是本发明仪表板横梁、骨架结构的其中一视角的立体结构示意图；

图2 是本发明仪表板横梁、骨架结构的另一视角的立体结构示意图；

图3 是本发明中仪表板横梁、骨架结构的主视图；

图4是图3的左视图；

图5 是本发明中横梁的立体结构示意图；

图6 是本发明中横梁中主体的立体结构示意图；

图7 是本发明中横梁中主体的主视图；

图8 是图7中的A-A剖视图；

图9 是本发明中支架的立体结构示意图；

图10是本发明中支架的主视图；

图11是图10的左视图。

图中，1. 横梁，101. 主体，101a. 导流孔，102. 内衬件，103. 支架，103a. 第一板材，103b. 第二板材， 103c. 第三板材，2. 塑料骨架，201. 第一支撑部，202. 第二支撑部，202a. 开口，202b. 开口，202c. 凹槽，203. 连接部，203a. 开口，204. 后部，204a. 开口，204b. 十字交叉筋，204c. 凹槽，204d. 凸起，205. 第一侧边，206. 第二侧边。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

本实施例提供一种仪表板横梁骨架结构成型工艺，如图1和2所示，包括如下步骤：

A：制作横梁1；

B：制作注塑模具；

C：将横梁1放置于注塑模具中对应位置；

D：向所述注塑模具的型腔注射熔融成型材料，经保压、冷却和脱模后，得到塑料骨架2，所述塑料骨架2包覆于横梁1上，用于安装仪表板系统中的附件。塑料骨架2，由于采用了塑料材质代替现有技术中的金属材质，减轻了重量，并且塑料成本相对于金属较低；塑料骨架通过嵌件成型方式与横梁1连接，制造工艺简单，相较于焊接成型的金属材质，结构稳定性高；塑料骨架2采用一体注塑成型的流线型结构，其受力均衡，不易产生形变。

为进一步减轻重量，步骤A包括步骤A1：挤出成型得到横梁1，横梁1为中空结构。如图4~6所示，横梁1包括主体101，其与车身连接，塑料骨架2包覆于主体101上，主体101为中空结构。中空结构在保证主体101强度和刚度的同时，重量低以及原材料使用量少，进一步降低了成本。主体101可选用型材或挤压成型，制造工艺成熟。另外，其材料可选用铝合金，成本低以及重量轻。本实施例的一可选实施方式中，如图6~8所示，主体101的横截面为正方形、矩形或圆形，根据具体使用成型而定。作为较优的实施方式，主体101的横截面为正方形。选择正方形横截面的原因为：一方面，正方形有棱角，相较于圆形可提供更好的保持力，另一方面，边长相等，可选用同一长度规格的内衬件102。

为增强塑料骨架2与横梁1之间的结合强度，本实施例的一可选实施方式中，结合附图6~8，步骤A还包括步骤A2：在横梁1的侧壁开设多个贯通的导流孔101a，在每一个导流孔101a内嵌设一中空的内衬件102，内衬件102的空腔将横梁1的两侧连通。在嵌件成型过程中，熔融的塑料流入内衬件102的空腔中，开模后，塑料骨架2填充满内衬件102的空腔。内衬件102嵌入导流孔101a后，为保持内衬件102和主体101连接的紧固，以及避免注塑过程中熔融塑料通过两者连接处的缝隙泄露，需要将内衬件102和导流孔101a连接处密封。密封方式可以有多种，如焊接或涂抹胶水等。考虑到内衬件102的端部若凸出主体101的侧壁外表面，会对注塑模具的空间利用及结构设计造成不利影响，内衬件102的端部位于导流孔101a内，即内衬件102的端面低于主体101的侧壁外表面或平齐，图示中，内衬件102的端面低于主体101的侧壁外表面。另外，图示中，导流孔101a的形状为圆形，仅为举例，也可为其它形状，如矩形或其它非规则形状。将导流孔101a的形状设计为圆形，目的是方便施工，因为导流孔101a为后期加工，圆形好施工，普通钻床即可施工，另外，内衬件102的形状需要与导流孔101a相匹配，圆形空心管为常见材料，因此，内衬件102的原材料来源广泛、成本低。

为更进一步增强塑料骨架3与横梁1之间的结合强度，本实施例的一可选实施方式中，结合附图6~8，步骤A2中，设置内衬件102使其沿横梁1长度方向排布，并在垂直于横梁1长度方向的平面上，相邻两个内衬件102的投影之间夹设一角度。图示中，相邻两个内衬件102的投影之间夹设角度为90°。塑料骨架2通过内衬件102沿横梁1的周向贯穿横梁1，形成立体的交叉网状结构，增强了塑料骨架2与横梁1之间的结合强度。

本实施例的一可选实施方式中，步骤A2中，设置内衬件102，使其长度方向垂直于横梁1的侧壁，这样，连通横梁1两侧的路径最短，利于注塑过程中熔融的塑料流入。

本实施例的一可选实施方式中，为保证转向管柱可以更好地固定，结合附图1~5，步骤A还包括步骤A3：在横梁1的侧壁外固定支架103，其与主体101连接，用于安装转向管柱。支架103为金属材质，可选用压铸成型，与主体101焊接固定后，放入注塑模具中与塑料骨架2嵌件成型。如图9~11所示，支架103包括第一板材103a、第二板材103b和第三板材103c，第一板材103a和第二板材103b形成第一安装部，卡设于主体101外周，并与其焊接固定，第二板材103b和第三板材103c形成第二安装部，第二板材103b和第三板材103c上开设有安装孔，用于安装转向管柱。为防止支架103与主体101连接处被锈蚀，同时，也为了进一步增加塑料骨架2与横梁1之间的保持力，步骤B包括，制作注塑模具使得塑料骨架2包覆支架103与横梁1的侧壁的连接处。

本实施例的一可选实施方式中，结合附图1~4所示，步骤B包括，制作注塑模具使得塑料骨架2包括前部、连接部203和后部204，前部和后部204分别位于连接部203的两侧，塑料骨架2安装完成后，前部相比较于后部204，更接近驾驶员。连接部203通过嵌件成型方式包覆于横梁1上，前部和后部204用于安装仪表板系统中的附件。

具体而言，步骤B包括，制作注塑模具使得前部包括第一支撑部201和第二支撑部202，第二支撑部202与第一支撑部201一体成型并呈预设夹角，二者围成一空腔，二者接合处圆弧过渡并向外凸出，也即，在塑料骨架2安装完成时，接合处向车体后侧凸出。第二支撑部202与第一支撑部201所围成的空腔用于安放仪表盘附件。在第二支撑部202上开设有开口202a、开口202b和凹槽202c，分别用来安装保险盒、转向管柱和T-Box（Telematics BOX，工业以太网模块），保险盒、转向管柱和T-Box的主体结构均设置于第二支撑部202与第一支撑部201所围成的空腔内。第二支撑部202与第一支撑部201结合处空间较小，因此，在不影响结构的强度时，开口202a、开口202b和凹槽202c设置在靠近连接部203的位置。后部204两侧开设有两个开口204a,用于安装扬声器。

本实施例的一可选实施方式中，为保证结构的强度，步骤B包括，制作所述注塑模具使得塑料骨架2还包括两个第一侧边205，分别位于第二支撑部202的两侧，每一个第一侧边205与第一支撑部201和第二支撑部202连接为一整体结构。第一侧边205、第一支撑部201和第二支撑部202组成了一个壳体结构，增强了结构的强度。同样地，步骤B包括，制作所述注塑模具使得塑料骨架2还包括两个第二侧边206，分别位于后部204的两侧，每一个第二侧边206与后部204和连接部203连接为一整体结构。第二侧边206、后部204和连接部203组成了一个壳体结构，增强了结构的强度。

塑料骨架2安装完成后，后部204基本处于水平状态，在其所安装的附件的重力作用下，后部204与连接部203的结合处应力集中，为改善该状况，第二侧边206所在平面与水平面垂直，这样，第二侧边206又起到了加强肋的作用。当然，也可在沿横梁1伸长方向，在后部204与连接部203的结合处设置多个加强肋（图未示），又或者，在其下方设置有多个十字交叉筋204b，保证整体的强度及静刚度。另外，本实施例中，在后部204本体设置了多个凹槽204c以及凸起204d，除了安装附件时让位作用外，还起到了增强结构强度的作用。

本实施例的一可选实施方式中，连接部203也并不是将横梁1全部包覆，留设有多个开口203a，以减重。

为增强塑料骨架2的结构强度，本实施例的一可选实施方式中，结合附图2所示，步骤B包括，制作所述注塑模具使得塑料骨架2上设置有多个加强筋，该加强筋在本实施方式中为十字交叉筋，保证整体的强度及静刚度。

本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (9)

1.一种仪表板横梁骨架结构成型工艺，其特征在于，包括如下步骤：

A：制作横梁；

B：制作注塑模具；

C：将所述横梁放置于所述注塑模具中对应位置；

D：向所述注塑模具的型腔注射熔融成型材料，经保压、冷却和脱模后，得到一体结构的塑料骨架，所述塑料骨架包覆于所述横梁上，用于安装仪表板系统中的附件；

其中，所述步骤A进一步包括：

步骤A1：挤出成型得到所述横梁，所述横梁为中空结构；

步骤A2：在所述横梁的侧壁开设多个贯通的导流孔，在每一个所述导流孔内嵌设一中空的内衬件，所述内衬件的空腔将所述横梁的两侧连通。

2.如权利要求1所述的仪表板横梁骨架结构成型工艺，其特征在于，步骤A2中，设置所述内衬件使其沿所述横梁长度方向排布，并在垂直于所述横梁长度方向的平面上，相邻两个所述内衬件的投影之间夹设一角度。

3.如权利要求1所述的仪表板横梁骨架结构成型工艺，其特征在于，步骤A2中，设置所述内衬件，使其长度方向垂直于所述横梁的侧壁。

4.如权利要求1所述的仪表板横梁骨架结构成型工艺，其特征在于，步骤A还包括步骤A3：在所述横梁的侧壁外固定支架，所述支架用于安装转向管柱；步骤B包括，制作所述注塑模具使得所述塑料骨架包覆所述支架与所述横梁的侧壁的连接处。

5.如权利要求1所述的仪表板横梁骨架结构成型工艺，其特征在于，步骤B包括，制作所述注塑模具使得所述塑料骨架包括前部、连接部和后部，所述前部和所述后部分别位于所述连接部的两侧，其中，所述连接部通过嵌件成型方式包覆于所述横梁上，所述前部和所述后部用于安装仪表板系统中的附件。

6.如权利要求5所述的仪表板横梁骨架结构成型工艺，其特征在于，步骤B包括，制作所述注塑模具使得所述前部包括第一支撑部和第二支撑部，所述第一支撑部和所述第二支撑部一体成型并围成预设夹角的空腔，所述空腔用于安放仪表盘附件。

7.如权利要求6所述的仪表板横梁骨架结构成型工艺，其特征在于，步骤B包括，制作所述注塑模具使得所述塑料骨架还包括两个第一侧边，在车体宽度方向，分别位于所述第二支撑部的两侧，每一个所述第一侧边分别与所述第一支撑部和所述第二支撑部连接。

8.如权利要求6所述的仪表板横梁骨架结构成型工艺，其特征在于，步骤B包括，制作所述注塑模具使得所述塑料骨架还包括两个第二侧边，在车体宽度方向，分别位于所述后部的两侧，每一个所述第二侧边分别与所述后部和所述连接部连接。

9.如权利要求1所述的仪表板横梁骨架结构成型工艺，其特征在于，步骤B包括，制作所述注塑模具使得所述塑料骨架上包括多个工艺孔，或者，制作所述注塑模具使得所述塑料骨架上包括多个加强筋。

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