CN118124098A - 一种吸能工件的成型模具、吸能工件及其制备方法、车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种吸能工件的成型模具、吸能工件及其制备方法、车辆，吸能工件的成型模具包括前模、后模和防偏摆结构，所述前模设置有用于形成薄壁结构的腔体，所述腔体朝向所述后模的一端设置有开口，所述后模设置有用于插入所述腔体的型芯。所述防偏摆结构包括限位孔和定位柱，所述限位孔设置于所述腔体远离所述开口的一端，且所述限位孔与所述腔体连通。所述定位柱设置于所述型芯的端部，所述型芯插入所述腔体时，所述定位柱远离所述型芯的一端与所述限位孔紧密连接。本发明的吸能工件的成型模具解决了现有技术中薄壁型产品制造过程中型芯偏摆造成的薄壁型产品变形的问题。

Description

一种吸能工件的成型模具、吸能工件及其制备方法、车辆

技术领域

本发明涉及汽车零部件加工技术领域，尤其涉及一种吸能工件的成型模具、吸能工件及其制备方法、车辆。

背景技术

随着道路交通事故的不断增多，人们对汽车安全性的要求也逐步提高，这就要求汽车开发人员对车身结构不断优化，实现性能的不断提升，同时满足结构最简化、安全最优化、重量最轻化、成本最低化等多方位需求。

车身作为给乘员提供必要的驾乘空间，在发生碰撞等特殊情况时保护乘员及行人不受伤害的重要结构部件，其在汽车开发设计中的重要程度不言而喻。传统汽车几乎都是用钣金焊接方式实现白车身的拼装，要提升防碰撞性能往往需要增加钣金结构，对于减重不利。另外一种提升防碰撞性能的方法是在门槛外板和门槛内板中间布置一个多胞结构的型材充当吸能结构，一般型材为达到减重目的会开设若干腔体，使型材成为薄壁型产品。

但是，在现有技术中，具有薄壁的产品成型非常困难。传统深腔薄壁结构注塑零件是采用如图1所示的悬臂梁结构模具制造的，悬臂梁法具有加工简单，装配简单的优点，但对于孔径小，深度大的结构，在制造过程中，因需要高注射压力填充，在注塑压力下会出现型芯偏摆，造成产品壁厚不均，从而带来产品扭曲，轮廓度差，最终造成薄壁型产品变形，与车体安装连接困难且安装精度无法保证。

发明内容

针对现有技术中薄壁型产品制造过程中型芯偏摆造成的薄壁型产品变形的问题，本发明提供了一种吸能工件的成型模具、吸能工件及其制备方法、车辆。

一方面，本发明提供了一种吸能工件的成型模具，包括前模、后模和防偏摆结构，所述前模设置有用于形成薄壁结构的腔体，所述腔体朝向所述后模的一端设置有开口，所述后模设置有用于插入所述腔体的型芯。所述防偏摆结构包括限位孔和定位柱，所述限位孔设置于所述腔体远离所述开口的一端，且所述限位孔与所述腔体连通。所述定位柱设置于所述型芯的端部，所述型芯插入所述腔体时，所述定位柱远离所述型芯的一端与所述限位孔紧密连接。

在本发明中，定位柱设置在型芯的端部，型芯插入腔体时，定位柱与限位孔紧密配合，使得型芯形成两端固定的简支梁结构，避免了腔体内的型芯在注塑压力下产生偏摆，提高注塑产品壁厚的均匀度，改善注塑产品的轮廓度。

可选地，所述限位孔的孔壁之间的距离沿远离所述腔体的方向逐渐减小。

可选地，所述腔体与所述限位孔之间设置有连通孔，所述连通孔连接所述限位孔与所述腔体，所述连通孔的孔壁在所述限位孔方向上的投影位于所述限位孔的外周，所述腔体的内壁在所述连通孔方向上的投影位于所述连通孔的外周。

可选地，所述限位孔与所述定位柱的配合高度为2-3mm，所述限位孔与所述定位柱的配合角度为1.5°-3°。

可选地，所述连通孔和所述限位孔为正多边形孔、梯形孔、圆孔或菱形孔。

可选地，所述连通孔的高度为1-2mm。

可选地，所述型芯硬度为52-56HRC。

可选地，所述型芯与所述后模可拆卸连接。

另一方面，本发明提供一种吸能工件，通过如上任意一项所述的吸能工件的成型模具注塑成型，所述吸能工件包括壳体，所述壳体上设置有多个朝向一端开口的吸能单元，所述吸能单元背离所述开口的一面形成连接面。相邻的所述吸能单元之间设置有孔壁，且多个所述吸能单元之间互不连通形成多胞结构。

在本发明中，吸能工件通过如上任意一项所述的吸能工件的成型模具注塑成型，使得吸能工件中孔壁厚度均匀，避免了产品扭曲，便于吸能工件与车体安装。吸能工件通过设置多个吸能单元在保证吸能效果的同时实现了轻量化，多个吸能单元之间互不连通形成多胞结构，提升防碰撞性能。

可选地，所述连接面上设置有与所述吸能单元连通的通孔，所述通孔外周设置有凸台，所述凸台的内缘与所述通孔的外缘重合，所述凸台自所述连接面向远离所述吸能单元的方向延伸。

可选地，所述吸能单元为正多边形孔、梯形孔、圆孔或菱形孔。

可选地，所述孔壁的壁厚为1-1.2mm。

另一方面，本发明提供一种如上任意一项所述的吸能工件的制备方法，包括以下步骤：

将所述型芯一端插入所述腔体，直至所述定位柱与所述限位孔紧密配合。

固定所述前模和所述后模，在所述腔体内注入熔融的塑料，冷却，得到所述吸能工件。

另一方面，本发明提供一种车辆，包括车体，所述车体上连接有如上任意一项所述的吸能工件。

附图说明

图1是现有技术中悬臂梁结构模具的结构示意图。

图2是本发明一实施例提供的一种吸能工件的成型模具的前模的结构示意图；

图3是本发明一实施例提供的一种吸能工件的成型模具的后模的结构示意图；

图4是本发明一实施例提供的一种吸能工件的成型模具的局部剖面结构示意图；

图5是本发明另一实施例提供的一种吸能工件的成型模具的局部剖面结构示意图；

图6是本发明一实施例提供的一种吸能工件的成型模具的前模的局部剖面结构示意图；

图7是本发明一实施例提供的一种吸能工件的结构示意图；

图8是本发明一实施例提供的一种吸能工件的局部剖面结构示意图；

图9是本发明一实施例提供的一种吸能工件安装在车体上的结构示意图。

说明书附图中的附图标记如下：

1、前模；11、腔体；12、限位孔；13、连通孔；

2、后模；

3、型芯；31、定位柱；

4、壳体；41、吸能单元；42、连接面；43、通孔；44、凸台；

5、门槛加强板；6、侧围内板；7、侧围外板；

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了说明本发明的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

如图2-图6所示，本发明的一实施例的一种吸能工件的成型模具，包括前模1、后模2和防偏摆结构，所述前模1设置有用于形成薄壁结构的腔体11，所述腔体11朝向所述后模2的一端设置有开口，所述后模2设置有用于插入所述腔体11的型芯3。所述防偏摆结构包括限位孔12和定位柱31，所述限位孔12设置于所述腔体11远离所述开口的一端，且所述限位孔12与所述腔体11连通。所述定位柱31设置于所述型芯3的端部，所述型芯3插入所述腔体11时，所述定位柱31远离所述型芯3的一端与所述限位孔12紧密连接。

本发明实施例中，定位柱31设置在型芯3的端部，型芯3插入腔体11时，定位柱31与限位孔12紧密配合，使得型芯3形成两端固定的简支梁结构，避免了腔体11内的型芯3在注塑压力下产生偏摆，提高注塑产品壁厚的均匀度，改善注塑产品的轮廓度。

如图5、图7和图8所示，在本发明一些实施例中，所述限位孔12的孔壁之间的距离沿远离所述腔体11的方向逐渐减小，使得注塑产品的外部形成有凸台44。

如图6所示，在本发明的一些实施例中，所述腔体11与所述限位孔12之间设置有连通孔13，所述连通孔13连接所述限位孔12与所述腔体11，所述连通孔13的孔壁在所述限位孔12方向上的投影位于所述限位孔12的外周，所述腔体11的内壁在所述连通孔13方向上的投影位于所述连通孔13的外周，从而使得注塑产品的外部形成有凸台44。

在本发明的一些实施例中，所述限位孔12与所述定位柱31的配合高度为2-3mm，所述限位孔12与所述定位柱31的配合角度为1.5°-3°，如此可以实现限位孔12与定位柱31紧密配合且不影响型芯3的插入。

在本发明的一些实施例中，所述连通孔13和所述限位孔12为正多边形孔、梯形孔、圆孔或菱形孔。具体地，连通孔13和限位孔12为方形时，连通孔13的尺寸为4mm*4mm～8mm*8mm，限位孔12的尺寸为2mm*2mm～6mm*6mm。

在本发明的一些实施例中，所述连通孔13的高度为1-2mm，可以较好地满足胶层涂覆的要求。在此需要说明的是，连通孔13的高度根据吸能工件中要涂覆的胶层的厚度决定。

在本发明的一些实施例中，所述型芯3硬度为52-56HRC。

在本发明的一些实施例中，所述型芯3与所述后模2可拆卸连接，具体地，型芯3与后模2螺纹连接。

另一方面，如图7和图8所示，本发明一实施例提供一种吸能工件，通过如上任意一项所述的吸能工件的成型模具注塑成型，所述吸能工件包括壳体4，所述壳体4上设置有多个朝向一端开口的吸能单元41，所述吸能单元41背离所述开口的一面形成连接面42。相邻的所述吸能单元41之间设置有孔壁，且多个所述吸能单元41之间互不连通形成多胞结构。

在本发明实施例中，吸能工件通过如上任意一项所述的吸能工件的成型模具注塑成型，使得吸能工件中孔壁厚度均匀，避免了产品扭曲，便于吸能工件与车体安装。吸能工件通过设置多个吸能单元41在保证吸能效果的同时实现了轻量化，多个吸能单元41之间互不连通形成多胞结构，提升防碰撞性能。

如图7和图8所示，在本发明的一些实施例中，所述连接面42上设置有与所述吸能单元41连通的通孔43，具体地，通孔43是由定位柱31移出限位孔12后在吸能单元41底部形成的。所述通孔43外周设置有凸台44，所述凸台44的内缘与所述通孔43的外缘重合，所述凸台44自所述连接面42向远离所述吸能单元41的方向延伸。通过设置凸台44，可以避免连接面42的胶黏剂从通孔43溢入吸能单元41内。

如图7所示，在本发明的一些实施例中，所述吸能单元41为正多边形孔、梯形孔、圆孔或菱形孔。吸能单元41的形状为梯形或正六边时，吸能单元41的排布呈蜂窝状，在实现轻量化的同时保证吸能工件的结构强度，从而提升防碰撞性能。

在本发明的一些实施例中，所述孔壁的壁厚为1-1.2mm。

本发明一实施例提供的吸能工件的制备方法，包括以下步骤：

将所述型芯3一端插入所述腔体11，直至所述定位柱31与所述限位孔12紧密配合。

固定所述前模1和所述后模2，在所述腔体11内注入熔融的塑料，冷却，得到所述吸能工件。

另一方面，本发明一实施例提供的一种车辆，包括车体，所述车体上连接有如上任意一项所述的吸能工件。

具体地，如图9所示，以吸能工件设置在门槛位置为例，门槛加强板5设置在侧围内板6与侧围外板7之间，门槛加强板5与侧围内板6之间形成空腔，吸能工件设置在空腔内，吸能工件朝向门槛加强板5和侧围内板6的一侧均设置连接面42，连接面42上涂有胶黏剂，吸能工件通过胶黏剂粘接在门槛加强板5和侧围内板6之间。胶黏剂可通过喷涂的方式设置在吸能工件的连接面42上。该吸能工件的孔壁厚度均匀，产品轮廓度较好，避免了通过增加胶黏剂厚度来吸收产品公差的情形，降低了胶黏剂的使用量，从而降低成本。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种吸能工件的成型模具，其特征在于，包括前模、后模和防偏摆结构，所述前模设置有用于形成薄壁结构的腔体，所述腔体朝向所述后模的一端设置有开口，所述后模设置有用于插入所述腔体的型芯；所述防偏摆结构包括限位孔和定位柱，所述限位孔设置于所述腔体远离所述开口的一端，且所述限位孔与所述腔体连通；所述定位柱设置于所述型芯的端部，所述型芯插入所述腔体时，所述定位柱远离所述型芯的一端与所述限位孔紧密连接。

2.根据权利要求1所述的吸能工件的成型模具，其特征在于，所述限位孔的孔壁之间的距离沿远离所述腔体的方向逐渐减小。

3.根据权利要求1或2所述的吸能工件的成型模具，其特征在于，所述腔体与所述限位孔之间设置有连通孔，所述连通孔连接所述限位孔与所述腔体，所述连通孔的孔壁在所述限位孔方向上的投影位于所述限位孔的外周，所述腔体的内壁在所述连通孔方向上的投影位于所述连通孔的外周。

4.根据权利要求3所述的吸能工件的成型模具，其特征在于，所述限位孔与所述定位柱的配合高度为2-3mm，所述限位孔与所述定位柱的配合角度为1.5°-3°。

5.根据权利要求3所述的吸能工件的成型模具，其特征在于，所述连通孔和所述限位孔为正多边形孔、梯形孔、圆孔或菱形孔。

6.根据权利要求3所述的吸能工件的成型模具，其特征在于，所述连通孔的高度为1-2mm。

7.一种吸能工件，其特征在于，通过权利要求1-6任意一项所述的吸能工件的成型模具注塑成型，所述吸能工件包括壳体，所述壳体上设置有多个朝向一端开口的吸能单元，所述吸能单元背离所述开口的一面形成连接面；相邻的所述吸能单元之间设置有孔壁，且多个所述吸能单元之间互不连通形成多胞结构。

8.根据权利要求7所述的吸能工件，其特征在于，所述连接面上设置有与所述吸能单元连通的通孔，所述通孔外周设置有凸台，所述凸台的内缘与所述通孔的外缘重合，所述凸台自所述连接面向远离所述吸能单元的方向延伸。

9.根据权利要求7所述的吸能工件，其特征在于，所述吸能单元为正多边形孔、梯形孔、圆孔或菱形孔。

10.如权利要求7-9任意一项所述的吸能工件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将所述型芯一端插入所述腔体，直至所述定位柱与所述限位孔紧密配合；

固定所述前模和所述后模，在所述腔体内注入熔融的塑料，冷却，得到所述吸能工件。

11.一种车辆，其特征在于，包括车体，所述车体上连接有如权利要求7-9任意一项所述的吸能工件。