CN111391278B - 一种汽车地毯生产用模具及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种汽车地毯生产用模具及其使用方法，包括上模和下模，上模和下模合模后形成的模具的内腔为型腔，模具所制作的地毯用于铺设在汽车的主驾驶室，即型腔的表面具有一定的弧度且设有若干个型芯，型腔的内腔侧壁上设有嵌槽，嵌槽以网格线的形式分布；嵌槽的内腔表面镀有热胀冷缩层，热胀冷缩层由金属和陶瓷组成；上模和下模在驱动装置的带动下合模并挤压模具间的板材，热胀冷缩层由于膨胀使得嵌槽被填平，越接近模具边缘的嵌槽的被填平速度越快，模具连接制热和制冷设备。本发明所提及的模具能够在模具合模时尽可能的排出空气，通过网格状设置的嵌槽加速空气的排出，嵌槽被填平的过程中，分区域由内而外逐渐被填平，对空气进行引导。

Description

一种汽车地毯生产用模具及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种注塑模具，尤其涉及一种汽车地毯生产用模具及其使用方法。

背景技术

在汽车内部经常会铺设脚垫或者地毯来减少噪音，保护车体，维持汽车内的干洁等。但是利用模具制作的地毯，在模具压合的过程中，空气如果滞留在模具内腔或者加工板材的表面，则容易在地毯表层或者表面形成空穴等结构，从而降低了地毯的可清洁度，容易损坏，减少使用寿命。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种汽车地毯生产用模具及其使用方法。

为达到上述目的，本发明采用的一种技术方案为：一种汽车地毯生产用模具，包括上模和下模，所述上模和所述下模合模后形成的模具的内腔为型腔，所述模具所制作的地毯用于铺设在汽车的主驾驶室，即型腔的表面具有一定的弧度且设有若干个型芯，所述型腔的内腔侧壁上设有嵌槽，所述嵌槽以网格线的形式分布；所述嵌槽的内腔表面镀有热胀冷缩层，所述热胀冷缩层由金属和陶瓷组成；所述上模和所述下模在驱动装置的带动下合模并挤压模具间的板材，在饱和挤压状态下，所述热胀冷缩层由于膨胀使得所述嵌槽被填平，越接近模具边缘的所述嵌槽的被填平速度越快，所述模具连接制热和制冷设备。

本发明一个较佳实施例中，所述型芯表面也设有嵌槽，且所述型芯表面的嵌槽的单个网格表面积要小于所述型腔表面的嵌槽的单个网格表面积。

本发明一个较佳实施例中，所述热胀冷缩层由贴合嵌槽的内腔表面的陶瓷层和陶瓷层表面的金属件组成。

本发明一个较佳实施例中，所述嵌槽中，越接近所述模具的边缘，所述嵌槽的深度越大，所述金属件越厚。

本发明一个较佳实施例中，所述金属件的材料为铜或者钢，所述陶瓷层的材料为玻璃陶瓷。

本发明一个较佳实施例中，所述金属件由两层金属制成，贴合陶瓷层的金属的热膨胀系数远小于金属件表面的金属的热膨胀系数。

本发明一个较佳实施例中，所述金属件以熔融状态冷却凝固在所述陶瓷层表面或者以吻合嵌设的形式设置在陶瓷层表面。

本发明一个较佳实施例中，对于模具型腔表面落差越大的区域，单位面积的网格密度越大，热胀冷缩层的厚度要越薄。

本发明一个较佳实施例中，当所述制热设备开启的过程中，所述制冷设备同步开启，并在板材完全被模具压合时关闭制冷设备。

为达到上述目的，本发明采用的另一种技术方案为：一种汽车地毯生产用模具的使用方法，包括如下步骤：

S1通过所述上模和所述下模，对板材进行挤压；

S2当针对板材的挤压力达到饱和状态时，对板材进行加热直到达到形变温度；

S3在饱和挤压状态且在所述形变温度下保持一段时间，直到所述嵌槽被完全填平；

S4通过制冷设备降温并开模下料。

本发明一个较佳实施例中，在所述S1合模前，所述上模和所述下模通过制冷设备降温，使嵌槽体积最大化。

本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：

(1)本发明所提及的汽车地毯生产用模具，在压合板材的过程中，通过设置热胀冷缩层来控制模具内腔中的嵌槽的被填平时的速率，越靠近模具边缘的嵌槽被填平的越晚，即嵌槽的深度设置和制冷设备的分布和关闭时间上的把控可参考嵌槽的网格分布情况，嵌槽网格式的分布，能够在模具合模时，尽可能的将空气排除并对其进行引导。

(2)所述模具外接制冷和制热设备，并在模具彻底压合板材后，按照网格排布的嵌槽的具体设置，逐步撤去冷却设备，使得位于接近模具边缘的嵌槽能够被填平与模具中部的嵌槽的填平错开时间，推动气流的导出。

(3)模具上采用的热胀冷缩层使用了陶瓷和金属材料，分金属件和陶瓷层，金属件由两种材料制成，贴合陶瓷层的一侧的金属件的材料的热膨胀系数要小于型腔表面的金属件材料的热膨胀系数，即嵌槽内部的金属件表面即能够随着温度影响发生相对剧烈的膨胀，位于陶瓷层表面的金属又能够相对稳定的固定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的优选实施例的立体结构图；

图2是本发明的优选实施例的嵌槽分布方式示意图；

图3是本发明的优选实施例的嵌槽结构示意图。

图中：1、上模；2、下模；3、型腔；4、板材；5、嵌槽；6、陶瓷层；7、金属件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

图1示出了本发明优选实施例的结构示意图，如图1所示，一种汽车地毯生产用模具，包括上模和下模，上模和下模合模后形成的模具的内腔为型腔，模具所制作的地毯用于铺设在汽车的主驾驶室，即型腔的表面具有一定的弧度且设有若干个型芯，型腔的内腔侧壁上设有嵌槽，嵌槽以网格线的形式分布；嵌槽的内腔表面镀有热胀冷缩层，热胀冷缩层由金属和陶瓷组成；上模和下模在驱动装置的带动下合模并挤压模具间的板材，在饱和挤压状态下，热胀冷缩层由于膨胀使得嵌槽被填平，越接近模具边缘的嵌槽的被填平速度越快，模具连接制热和制冷设备。

需要说明的是，图中的上模和下模被固定在四个支架管之间，且上模和下模均能够在四个支架管之间进行上下往复滑移，上模和下模通常以液压驱动的形式移动，上模和下模和四个支架管相接触的区域设有辅助滑轮组件(均已省略，未图示)辅助模具的移动。下模基本处于固定的状态，主要由上模进行上下移动，上模的底部和下模底部相对设置，两者的侧壁贴合后，上模的凹槽与下模的凸起合围形成型腔。(型腔的结构由于各类车型的尺寸、大小、踩踏板的位置的不同，并不能具体的说明，需要根据实际所定的产品来确定型腔的形状以及相应的上模、下模的位置，所需模具的厚度、液压驱动机的功率)中间的板材为塑料材质，也可为多层材料叠加设置而成，该板材被置于型腔中时，由于板材的体积近似或者远大于型腔飞横截面积，所以多余的板材会被切割回收。上模或者下模中至少有一个内置了制热设备，用于进行接触板材，并为板材提供较高的温度以实现板材的融化(防止板材断裂或者热熔板材方便塑形)。由于本发明所提及的模具所生产的地毯主要铺设在驾驶位，即该地区的地毯需要预留空间为油门、刹车、离合的穿过，所以型腔内需要设置若干个型芯用于制作预留空间。型腔的表面设有嵌槽，嵌槽以网格线的形式排布在型腔表面。除了嵌槽的深度设置外，在模具外侧设置了制冷设备，作为抑制模具上的嵌槽中的热胀冷缩层的控制手段。即当模具压合后，制冷装置暂不关闭，热胀冷缩层此时还处于凹陷状，并未与型腔的表面齐平，待压合约5秒后，打开制冷设备，制冷设备在此时结束对凹陷状的镀层的热膨胀抑制，从而会对当前的嵌槽的内的空气进行进行排挤，将会一定程度上将嵌槽所接触的板材区域进行压实。

上述提及的型芯主要为油门、刹车、离合的塑性预占空间，实际上，由于此处的地毯老化易褶皱或者翘翻(地毯边缘翘起或者外翻)，增加看油门、刹车的精准踩踏，从而提高行驶的风险。为此需要对型芯的表面作相同设置，也设置网格状的嵌槽，且为了油门边缘或者离合边缘的地毯紧实度，减少其发生翘翻的可能，可提升型芯表面的嵌槽网格线密度，即型芯表面的嵌槽的单个网格表面积要小于型腔表面的嵌槽的单个网格表面积。对应的嵌槽越多，对于该区域形成的产品的表面的压实的程度也会有所上升，即可以通过调整单位网格面积来调整地毯表面各处的紧实程度。图2示出了本发明优选实施例的嵌槽的网格分布结构图。一般而言，驾驶位的表面存在弧面或者折面，铺设在驾驶位地面上的地毯在制作时，尽量也将型腔的横截面设置成带有弧面或者折面的条形结构，虽然可以借助地毯的柔韧性来减少此项设置，但是会使得该地毯处于一种区域处于拉伸的状态，若不是预先设置的弯曲结构，则可能存在对地毯的损坏或者整体位置的错位铺设，影响油门、刹车的踩踏。

本发明所使用的嵌槽内的热胀冷缩层，该镀层的由贴合嵌槽的内腔表面的陶瓷层和陶瓷层表面的金属件组成。需要注意的是，此处的陶瓷层的线性热膨胀系数要远小于金属件的线性热膨胀系数，金属件受温度相应体积变化较陶瓷层要明显。由于两者整体的厚度和嵌槽的深度均较小(虽然嵌槽利于空气的排出，但并不代表嵌槽和镀层的实际厚度较大，均维持在8mm以下的体积变化范围。)可以理解的是，在嵌槽中，越接近模具的边缘，嵌槽的深度越大，金属件越厚，即以网格分布的嵌槽，越接近模具的中部区域，金属件越薄，嵌槽越浅，形变幅度非常小，而随着越来越接近模具的边缘，在板材和模具贴合时，空气全部会逐渐聚集贴合处，如果此时嵌槽的通道不越来越大的话或者提前被填平，则会导致不同程度的气体滞留在型腔中，从而不利于后期的修补或者质检的通过。本发明所使用的金属件材料为铜或者钢，陶瓷层的材料为玻璃陶瓷。(各材料的参数如下：玻璃陶瓷-线性膨胀系数α<0.1*10^-6/℃、铜-线性膨胀系数α＝17.5*10^-6/℃、钢-线性膨胀系数α＝1.2*10^-5/℃。)

为了确保金属件能够顺利的在嵌槽内膨胀且能够通过提及膨胀填平嵌槽，可将金属件分两层制作，即金属件由两层金属制成，贴合陶瓷层的金属的热膨胀系数远小于金属件表面的金属的热膨胀系数。图3示出了本发明优选实施例的嵌槽的空间结构示意图。如图3，在上模或者下模的型腔表面设有嵌槽，在嵌槽的内腔侧壁上镀设有陶瓷层，在陶瓷层表面依次镀上两层金属形成金属件。贴合陶瓷层的金属的热膨胀系数较小，在受热时对应的体积变化较小，对于金属件外侧表面的影响较小，且能够相对紧实的固定在陶瓷层表面，起到了一个体积变化过渡的作用，确保金属件和陶瓷层不会出现由于明显的体积变化所形成的内部贴合面的分离。金属件上部能够完好的填平嵌槽，下部能够相对稳固的贴合陶瓷层。金属件在制作时可以以熔融状态冷却凝固在陶瓷层表面或者吻合嵌设的形式设置在陶瓷层表面。若是需要生产的产品的体积较大，且对应结构相对简单的区域，金属件可以以嵌设的形式固定在陶瓷层表面，若体积较小或者产品的结构相对复杂，则金属件需要以熔融状态冷却凝固在陶瓷层的表面。

对于模具型腔表面落差越大的区域，单位面积的网格密度越大，热胀冷缩层的厚度要越薄。模具表面型腔落差大的区域，可以通过提高单位面积的网格密度来提升板材在被压合的过程中相应受到嵌槽处热胀冷缩层的冲击的密度。由于落差相对较大，则热胀冷缩层的厚度不宜过大，除了不方便控制外，还由于落差较大的区域，热量的传递并不一定能够及时的抵达，则提升了控制金属件的难度，所以必须降低此处的热胀冷缩层的厚度。

当板材置于上模和下模之间时，开启上模或者下模内置的加热设备进行升温，板材主要由塑料材料制成，当制热设备开启的过程中，制冷设备同步开启，并在板材完全被模具压合时关闭制冷设备，且制冷设备中越接近模具的边缘，其制冷的功率越大，关闭的时间越晚。需要理解的是，内部的网格嵌槽的被填充情况，可通过嵌槽的结构设置(越接近模具型腔的中部，嵌槽的宽度、厚度越小)和对应结构设置所绑定的制冷设备，各段制冷效果的不同、功率的不同，关闭时间的不同，都会影响内部气体沿着嵌槽排出的速率。

本发明所提及的模具在压合后，各嵌槽需要均能够完成被填平，完成的先后顺序以接近或者远离模具的中心的距离作为参考。需要注意的是，模具压合后，并不是立刻完成金属件的膨胀，而是还会在等待约5-20秒的时间后，撤去制冷设备的电源，从而解除模具边缘处的金属件的膨胀抑制，即气体几乎排尽后，使得金属件能够膨胀到目标体积，从而完成整体嵌槽通路的封闭。

本发明在模具制作的过程中，在原先的上下模压合板材的挤出上，根据目标产品的结构形状，设置网格型嵌槽的单位嵌槽密度以及嵌槽的刻蚀深度。将模具内设的加热设备提升至加工板材时的温度，并进行嵌槽的填平，分别镀上陶瓷层和金属层，完成镀层后，开始降温至室温，并挤压嵌槽区域，确保镀层的顺利凹陷。再度提升温度，观察嵌槽被填平的顺序，并开始设置模具外侧的制冷设备的排布，从而调整被填平的顺序，若是无法抗制冷设备的加入来逆转某些顺序，则需要对相应的模具区域进行重新刻蚀。进过上述步骤后，还需要进行板材的实际压合加工，确保模具在有实物工作的状态下，能够确保排气的精度和自身的结构韧性、强度等。

本发明的模具的使用方法，包括如下步骤：

S1通过所述上模和所述下模，对板材进行挤压；在所述S1合模前，所述上模和所述下模通过制冷设备降温，使嵌槽体积最大化。制冷设备的温度设置在15℃左右。

S2当针对板材的挤压力达到饱和状态时，对板材进行加热直到达到形变温度；需要说明的上挤压饱和状态是指，在不损伤模具和板材产品的情况达到对板材持续施压的工作状态，模具的温度至少被加热至40-80°。

S3在饱和挤压状态且在所述形变温度下保持一段时间，直到所述嵌槽被完全填平；

S4通过制冷设备降温并开模下料。

对模具的加热使得模具的嵌槽能够被填平同时将模具和板材间的空气通过嵌槽逐步排出，在制冷设备的降温下，型腔表面的嵌槽的容腔体积逐渐增大，从而还可以减少脱模下料时的用力，一定程度减少了粘连或者由于粘连所造成的产品表面的断裂。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种汽车地毯生产用模具，包括上模和下模，所述上模和所述下模合模后形成的模具的内腔为型腔，所述模具所制作的地毯用于铺设在汽车的主驾驶室，即型腔的表面具有一定的弧度且设有若干个型芯，其特征在于，所述型腔的内腔侧壁上设有嵌槽，所述嵌槽以网格线的形式分布；所述嵌槽的内腔表面镀有热胀冷缩层，所述热胀冷缩层由金属和陶瓷组成；

所述上模和所述下模在驱动装置的带动下合模并挤压模具间的板材，在饱和挤压状态下，所述热胀冷缩层由于膨胀使得所述嵌槽内沿模具边缘处逐渐被填平，越接近模具边缘的所述嵌槽的被填平速度越快，所述模具连接制热和制冷设备。

2.根据权利要求1所述的一种汽车地毯生产用模具，其特征在于：所述型芯表面也设有嵌槽，且所述型芯表面的嵌槽的单个网格表面积要小于所述型腔表面的嵌槽的单个网格表面积。

3.根据权利要求1所述的一种汽车地毯生产用模具，其特征在于：所述热胀冷缩层由贴合嵌槽的内腔表面的陶瓷层和陶瓷层表面的金属件组成。

4.根据权利要求3所述的一种汽车地毯生产用模具，其特征在于：所述嵌槽中，越接近所述模具的边缘，所述嵌槽的深度越大，所述金属件越厚。

5.根据权利要求3所述的一种汽车地毯生产用模具，其特征在于：所述金属件的材料为铜或者钢，所述陶瓷层的材料为玻璃陶瓷。

6.根据权利要求3所述的一种汽车地毯生产用模具，其特征在于：所述金属件由两层金属制成，贴合陶瓷层的金属的热膨胀系数远小于金属件表面的金属的热膨胀系数。

7.根据权利要求3所述的一种汽车地毯生产用模具，其特征在于：所述金属件以熔融状态冷却凝固在所述陶瓷层表面或者以吻合嵌设的形式设置在陶瓷层表面。

8.根据权利要求1所述的一种汽车地毯生产用模具，其特征在于：对于模具型腔表面落差越大的区域，单位面积的网格密度越大，热胀冷缩层的厚度要越薄。

9.根据权利要求1所述的一种汽车地毯生产用模具，其特征在于：当所述制热设备开启的过程中，所述制冷设备同步开启，并在板材完全被模具压合时关闭制冷设备。

10.根据权利要求1-9的任一所述 一种汽车地毯生产用模具的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1通过所述上模和所述下模，对板材进行挤压；

S2当针对板材的挤压力达到饱和状态时，对板材进行加热直到达到形变温度；

S3在饱和挤压状态且在所述形变温度下保持一段时间，直到所述嵌槽被完全填平；

S4通过制冷设备降温并开模下料。

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