工业技术
科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald
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①作者简介：彭福聪（1982，3—），男，汉族，浙江宁波人，本科，中级工程师，研究方向：注塑类产品/机械。 DOI：10.16660/jki.1674-098X.2018.32.055
①
彭福聪
(宁波信泰机械有限公司 浙江宁波 315800)
摘 要：汽车行业作为中国国民经济的重要产业支柱，在国民经济和社会发展中起着重要作用。随着人们消费能力提高，汽车消费也成为我国消费的一大看点。中国已成为世界重要的汽车生产国和消费国，汽车已经进入了千家万户。其正在激烈的竞争中蓬勃发展，同时也推动各种新型制造技术的不断革新。汽车零件中，前风窗及前后三角窗，即是外观件，肩负着提高车辆整体外观形象效果的使命，同时又对整车的视野、采光、防水、隔音等，起到了决定性的作用。其在乘用车外饰件领域，占着极其重要的地位。本论文主要介绍了国内主流乘用车角窗类产品的整体注塑包边工艺发展迅猛的大背景和原因，阐述了整体注塑包边工艺的典型产品案例及该工艺在实际应用时遇到的难点及其实际解决方案。关键词：汽车 角窗 工艺 注塑机 对策中图分类号：U466 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2018)11(b)-0055-02
1 玻璃整体注塑包边工艺概述
1.1 汽车玻璃包边产品概述
通常汽车上的玻璃大致可以分为：前/后风窗、前/后门玻璃、天窗、前/后三角窗。除了前/后门玻璃以外，其它的汽车玻璃产品按照整车设计的需要，都可以加工成为带包边的产品。包边后的玻璃有不仅拥有更好的密封性，更好的外观，而且可以降低风噪。
玻璃包边工艺有许多种，诸如整周胶条装配包边工艺、机械手挤出口模包边工艺、注塑包边胶条后嵌
套工艺、整体注塑包边工艺等。其中以整体注塑包边工艺出来的产品最为稳定，工序最短，一致性和精度最佳。1.2 玻璃整体注塑包边产品制造设备
卧式注塑机是早期非常普遍的注塑设备，其特征是动模部分和定模部分的装夹及主射嘴方向均是横向的，并且主射嘴位于定模侧。该设备除了生产角窗类产品之外，还能用来生产其它多种注塑产品，成为了早期注塑设备的首选。同时，为了适应卧式注塑机，所有的角窗类产品的注塑包边专用模具自然也设计成适合卧式注塑机用的形式。
角窗类产品在卧式注塑机生产的状态持续了很长一段时间后，在主机厂家的鞭策下，一部分零部件供应商开始正视卧式注塑机的一些弊端。例如：左右件状态不一致（合格率低下），玻璃定位困难（由于重力关系易滑移），顶出后产品容易掉，员工放、取件困难等等原因。于是，某些车窗专业供应商渐渐地开始引进立式注塑机来取代原有的卧式注塑机。立式注塑机的主要特征是动模部分和定模部分的装夹及主射嘴方向均是上下方向的，并且主射嘴位于上侧，即动模侧。也正是由于主射嘴在上方的关系，使得整个机台的高度超标，因此立式注塑机只适合模具厚度比较薄的角窗类模具。
立式注塑机被逐渐应用到角窗包边产业的同时，角式注塑机以它整体高度低的优势逐渐受到角窗包边行业零部件供应商们的青睐。这种注塑机动模部分和定模部分
的装夹为上下方向，而主射嘴则设置在横向。在角式注塑
机上生产，其模具是上下装夹，完美的克服了卧式注塑机给角窗包边类产品带来的不利因素，而主射嘴的横向设置相当于直接弥补了立式注塑机过高的缺陷。
2 整体注塑包边工艺的案例、难点及解决对策
测金属丝的电阻率2.1 整体注塑包边工艺的典型案例
通常角窗类产品组成中，玻璃是少不了的。而根据角窗在车身上的装配位置不同，其嵌件组成也不同。我们大体可以将其分为带导槽类角窗和不带导槽类角窗这两大类。
带导槽类角窗，一般都分为以下几个主要部件：导槽；钢化玻璃；定位销；软胶。其中，导槽，钢化玻璃，定位销被软胶包裹，并粘接成角窗这一个整体零件。所以钢化玻璃，导槽，定位销在角窗中的相对位置关系就显得特别重要。稍有偏差，就可能导致角窗的外观间隙放大，以及装配不良。带导槽类角窗的车型有，诸如上海大众SANTANA NF、一汽大众GOLF A6/A7等等。
不带导槽类角窗，一般都分为以下几个主要部件：定位嵌件；钢化玻璃；定位销；软胶。其中，钢化玻璃，定位销及定位嵌件被软胶包裹，并粘接成角窗这一个整体零件。与带导槽类角窗一样，钢化玻璃，定位销、定位嵌件在角窗中的相对位置关系同样特别重要。稍有偏差，就可能导致角窗与周边环境件匹配不美观，甚至引起漏风、漏水等功能性问题。不带导槽类角窗的车型有，诸如上海大众帕沙特、朗逸系列、奥迪等等。
2.2 角窗类产品注塑工艺上的难点及解决对策
为了较为清楚的阐述整体注塑包边的概念，我们在这里选取一套较为典型的某汽车角窗产品及其模具，并对各个要点进行具体分析。空调百叶风口
2.2.1 角窗的浇口布局方案角窗类产品内嵌有钢化玻璃，而且包边材料（TPE ）的溢边值（理论上取0.02mm ）较小，因此其注塑及保压时的压力必须控制在较低的范围内（一般不超过50MPa ）。一旦
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超过，容易产生大量飞边或导致玻璃碎裂，导致零件报废。因此进胶口数量及造型的设计，在模具整个设计过程中占着极其重要的地位。一般包胶的长宽都为300mm左右的产品，设计两个进胶口比较适
宜。而进胶口类型，在外观条件允许的情况下，尽量采用扇形胶口，以减少注塑压力。如果是牛角胶口（自动拉断的隧道浇口），可以尝试将胶口加宽而厚度不变，尽可能的加大进胶口面积来降低注塑压力。
借助时下比较流行的CAE （有限元分析）软件，对注塑时软胶的流动状态进行精确的分析。我们将产品导入CAE 软件，设置好热流道流体熔融温度，模温，水温，导入材料属性，点位开启时间，V/P切换时间等等属性后，便可进入解算器自动分析并得到结果。其结果有：填充时间、V/P压力、前沿温度、填充结束体积温度、注射位置处压力、冻结时间、气穴、锁模力、压力、缩痕、温度、体积收缩率、熔接线、变形方向及尺寸等等，非常全面。分析结果导入实际生产，并形成一个反馈闭环，最终使输出产品达到最佳状态。
2.2.2 角窗的熔接线方案角窗类产品比较特殊，其内侧和外侧面皆属于外观面。因此需要我们特别关注熔接线，其同行发生在流动前汇合处。CAE分析结果会显示熔接线发生位置。熔接线能导致结构问题，并且也会使产品在视觉上的无法接受。但是，对于角窗这类产品，熔接线是不可避免的，因此我们需要查看工艺条件和熔接线位置来决定是否熔接线是高质量的。熔接线会导致线条、凹口或者产品表面上的颜改变，因此需要将其赶至非外观处，或转角处。
我们可以用很多手段去调整熔接线，例如增加壁厚、调整浇口位置和尺寸、增加浇口和流道的直径、提高熔体温度、射速、压力、开排气槽等。2.3 模具结构上的难点及解决对策
2.3.1 模具实现角式及卧式注塑机两用的难点及解决对策
角窗整体包边注塑的发展，起初是利用卧式注塑机生产，之后为了提高稳定性、合格率、及生产效率，逐渐演变为利用角（立）式注塑机生产的一个过程。专业的角窗量产公司不可能一次性购入大量角式机，而废弃原先的卧式注塑机。基于这个原因，生产厂家们对模具公司提出了更高的要求，即角窗模具必须同时适应角式机和卧式机。
耐高温盘根卧式机的特征，是动、定模横向装夹，主射嘴也是横向的，即从模具的顶部进行注射。而角式机的动、定模上下方向装夹，而主射嘴则设置在横向，即从模具。
2.3.2 产品结构在注塑模具上实现的难点及解决对策该产品既然通过整体注塑来实现包边，那么它就必须满足注塑模产品的基本结构。但此种角窗的内侧局部唇边
构造如（图1），其剖视图的形状告诉我们，按照普通注塑过滤器球阀
模设计思路，根本无法脱离出该形状。因此需要利用TPE 材料的柔软性及一种脱模结构，使得产品顺利脱离模具。
具体实现方法如下：借助二次脱模结构。当TPE软胶注射包压并冷却结束之后，由模具部件A、B、C带动产品向上运动，同时D脱离E，F的右侧及下侧脱离型芯，至此顶出机构完成了第一次脱模，同时
也为二次脱模时的软胶变形留下了空间。
接下来是第二次脱模运动：由顶针B、吸盘顶杆C带动产品向上运动，同时产品上与脱模方向干涉的唇边F随着第二次脱模运动，被强行脱离直顶块A的包覆，最终实现了产品的完全顶出过程（图2）。
在二次脱模的整个过程中，由于软胶强行脱离直顶块的脱离力非常大，因此需要吸盘顶杆⒀提供足够大的空气压力来拉出产品的玻璃部位，否则会导致二次脱模过程中产品翻转，产品卡直顶块，甚至出现产品玻璃顶碎的现象。
3 结语
在实际开发中，我们需要抓住角窗整体注塑包边工艺中注塑这个中心环节，设计一套更为合理的工艺流程。同时在成型模具上狠下功夫，同时合理利用CAE这个有限元仿真软件的模拟，来保证产品顺利开发及产品量产过程中的的稳定性。
此外，据中国汽车协会统计，2017年，乘用车共销售2471.83万辆，同比增长1.40%，增速比上年回落13.53个百分点。2017年新能源汽车市场占比2.7%，比上年提高了0.9个百分点。汽车行业正在朝着轻量化、低成本化的趋势发展，汽车业界新旧工艺更替的拐点已经到来。角窗、风窗、天窗类零件的成分上必定会出现质的变化，从而颠覆这一行业。我们唯有时刻关注、学习、把握好技术工艺前沿，才能在汽车发展的浪潮中立于不败之地。
参考文献
[1] 曹艳霞，王万杰.热塑性弹性体改性及应用[M].北京：化学工业出版社,2014.
[2] 陈强.机械手模型加工[M].杭州：浙江大学出版社,2012.[3] 刘朝福.注塑成型实用手册[M ].北京：化学工业出版社,2013.
图1 角窗唇边构造图2 二次脱模状态
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