一种汽车进气格栅的系统设计方法与流程

1.本发明汽车前端部件，具体涉及一种汽车进气格栅的系统设计方法，特别是一种高光免喷涂汽车进气格栅的系统设计方法，具体涉及到造型设计、产品设计、模具结构设计、新材料应用及成型工艺。


背景技术：

2.汽车进气格栅不仅有进气功能，还有极强装饰作用，是一款汽车的灵魂和脸面。汽车造型设计千变万化，进气格栅的设计也需要不断的探索创新。传统的进气格栅制造工艺一般有：皮纹、电镀、喷漆。其皮纹类格栅外观质量较差，电镀和喷漆存在成本较高、制造过程不环保等问题。因此需要寻找一种既能提升格栅外观品质，又能降低成本和避免污染环境的系统设计方法。
3.cn 107545086a公开了“一种车辆、冷凝器、格栅及汽车冷凝器和格栅设计方法”。所述的汽车冷凝器和格栅设计方法包括：根据蒸发器能力和压缩机做功能力确定冷凝器负荷能力；根据所确定的冷凝器负荷能力和所述冷凝器的设计的风速区参数计算冷凝器总有效面积；以及确定格栅开孔位置，以及根据所述格栅开孔位置与所述冷凝器的位置关系，确定所述冷凝器总有效面积能够满足所述冷凝器负荷能力。通过所确定的冷凝器负荷能力计算冷凝器总有效面积，然后根据格栅实际开孔位置对冷凝器总有效面积所能满足的冷凝器负荷能力进行校验，这样设计出的冷凝器即能够满足冷凝器负荷能力，又不会造成能力过剩。毋庸置疑，该专利文献公开的技术方案不失为所属技术领域的一种有益的探索。但未提及如何解决既能提升格栅外观品质，又能降低成本和避免污染环境方面的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种汽车进气格栅的系统设计方法，其能够解决常规设计方法无法满足高光格栅外质量的问题，克服高光格栅注塑充填困难、外观熔接痕、流痕、缩痕、银丝、发白、飞边等缺陷，并且能降低成本和避免污染环境。
5.本发明所述的一种汽车进气格栅的系统设计方法，其特征是：包括以下步骤：步骤1，格栅a面分析；格栅的a面分析；对造型部门输入的格栅a面进行产品结构分析、工装se分析、工艺cae分析、进风面积分析；步骤2，格栅a面dmu；反馈输出格栅a面dmu问题表给造型部门；步骤3，格栅a面修改；造型部门修改格栅的a面，输入修改后的格栅的a面；步骤4，格栅a面检查；检查修改结果，no回到步骤2，yes进行下一步骤；步骤5，设计格栅数据；应用catia或者ug软件进行3d数据制作，设计料厚和匹配安装结构；步骤6，分析格栅数据；对步骤5中的格栅的数据进行工装se分析、工艺cae分析、进风面积校核；步骤7，提出数据dmu；提出格栅数据的dmu问题表；
步骤8，修改格栅数据；步骤9，检查格栅数据；工装se确认、工艺cae确认、进风面积确认；no回到步骤7，yes进行下一步骤；步骤10，制作快速样件；步骤11，样件评审；造型部门和工程部门对步骤10所制的格栅样件进行评审；no有两种走向，造型相关问题回到步骤3，工程化设计相关问题回到步骤8，yes进行下一步骤；步骤12，模具设计制造；为满足格栅的外观质量要求，要在模具钢材、进胶系统、顶出系统三方面进行设计；步骤13，注塑工艺调试；步骤14，质量评审；质量部门对步骤13所调试最优格栅进行评审，no回到步骤12，yes进行下一步骤；步骤15，格栅状态锁定。
6.进一步，所述步骤1包括：1.1，格栅材料选择；格栅的材质选择高光asa或者pmma asa；格栅的长度为107cm，宽度为48cm；1.2，格栅分型设计；格栅的进气区域采用双侧分型，分型线连续设计在一个曲面内，；分型线靠后模一侧设计7mm深的筋；1.3，格栅进胶方案设计；采用格栅背面进胶形式，中间进风区域交叉位置设置热流道系统，该热流道系统包括直径≥6mm的圆形凸台和设置其上的进浇口；1.4，格栅壁厚设计；格栅的基本壁厚设计成2.5mm；1.5，格栅安装结构设计；格栅边缘设计自身卡子与保险杠本体卡接，自身卡子布置间距为120mm-150mm，格栅角落处设计自攻钉紧固；1.6，工装se分析；格栅的a面脱模角度设计不小于5
°
；1.7，cae分析；应用强度分析软件建模分析格栅的掌压刚度和指压刚度，应用模流分析软件建模分析注塑填充过程及其可能出现的缺陷和风险；1.8，格栅进风面积分析；与空调专业工程师协同设计，应用模拟软件进行投影面积计算和流场水温仿真分析，满足性能需求。
7.进一步，所述步骤12包括：12.1，进胶系统设计：参照步骤1的1.3所设计的背面进胶形式，进行模流仿真分析；12.2，顶出系统设计：格栅通风区域采用顶针顶出，封闭区域常采用顶块顶出boss柱采用司筒顶出，外围卡扣采用斜顶或者滑块脱出；12.3，模具钢材的选择：格栅外观面对应的模具钢材，选用nak80或2344。
8.进一步，所述步骤13包括：13.1，进胶充填顺序调试；格栅设计浇口数量为十五个左右，每个浇口采用针阀控制开闭；13.2，模具温度调试；模具温度稳定在70℃-80℃。
9.本发明的有益效果：由于从造型设计、产品设计和模具设计同步协同，到模具制造、注塑工艺调试，使
整个设计开发过程得到系统性的控制。
10.由于应用高光免喷材料特性及失效模式，优化造型和产品设计，从设计源头规避可能出现的质量问题，从而保证了在提高产品外观质量的同时，提升了一次成型合格率，极大的节约了开发成本和缩短了周期。
附图说明
11.图1是本发明的流程图；图2是格栅的3d示意图；图3是格栅进气区域的局部示意图；图4是格栅的进胶系统设计示意图；图5是格栅的进浇口局部示意图。
12.图中：1—格栅，11—进气区域；2—保险杠本体；3—热流道系统，31—圆形凸台，32—进浇口。
具体实施方式
13.下面结合附图对本发明的技术方案进行详细的阐述。
14.参见图1所示的一种汽车进气格栅的系统设计方法，其特征是：包括以下步骤：步骤1，格栅a面分析；格栅1的a面（即格栅的正面）分析；对造型部门输入的格栅a面进行产品结构分析、工装se分析、工艺cae分析、进风面积分析；1.1，格栅材料选择；格栅的材质选择高光asa或者pmma asa；格栅的长度为107cm，宽度为48cm；参见图2，由于格栅是重要的外观件、且刚强度要求较高，所以材料选择高光asa或者pmma asa。
15.1.2，格栅分型设计；格栅1的进气区域11采用双侧分型，分型线连续设计在一个曲面内，避免模具薄钢；分型线靠后模一侧设计7mm深的筋；避免产品粘前模的同时改善格栅视线遮蔽性和产品刚强度，参见图3。
16.1.3，格栅进胶方案设计；采用格栅背面进胶形式，中间进风区域交叉位置设置热流道系统3，该热流道系统3包括直径≥6mm的圆形凸台31和设置其上的进浇口32；由于格栅的长度尺寸超过1米，属大型注塑零件；中间进风区域单块面积一般很小，无法从正面布置进浇口；参见图4和图5。
17.此外，格栅进胶方案设计还应考虑一次注塑成型，无表面喷漆等二次加工，注塑过程中产生的熔接痕、流痕、银丝、发白等缺陷，会直接影响产品外观质量和合格率等因素。
18.1.4，格栅壁厚设计；格栅的基本壁厚设计成2.5mm；由于格栅的材料选择高光asa或者pmma asa，材料流动性相对较差，加之格栅的面积较大，所以，格栅的基本壁厚设计成2.5mm；根据模流分析结果，局部增加或者减小壁厚，将熔接线缺陷调整至较隐蔽区域；高光外观对缩痕缺陷较敏感，交叉位置实际料厚过大的，需要特别减胶处理。
19.1.5，格栅安装结构设计；格栅边缘设计自身卡子与保险杠本体2卡接，自身卡子布置间距为120mm-150mm，格栅角落处设计自攻钉紧固；避免自身卡子失效时格栅脱落；格栅
高光外观面对应的背面应避免设计doghouse（小洞）等较复杂结构，避免表面产生缩痕、流痕、银丝等注塑缺陷。
20.1.6，工装se分析；格栅1的a面脱模角度设计不小于5
°
；以保证外观面不被拉伤；外观面模具需要抛光到镜面效果，需根据抛光工具校核筋位的宽度和深度。
21.1.7，cae分析；应用强度分析软件建模分析格栅的掌压刚度和指压刚度，应用模流分析软件建模分析注塑填充过程及其可能出现的缺陷和风险；1.8，格栅进风面积分析；与空调专业工程师协同设计，应用模拟软件进行投影面积计算和流场水温仿真分析，满足性能需求；步骤2，格栅a面dmu；反馈输出格栅a面dmu问题表给造型部门；步骤3，格栅a面修改；造型部门修改格栅的a面，输入修改后的格栅1的a面；步骤4，格栅a面检查；检查修改结果，no回到步骤2，yes进行下一步骤；步骤5，设计格栅数据；应用catia或者ug软件进行3d数据制作，设计料厚和匹配安装结构；步骤6，分析格栅数据；对步骤5中的格栅的数据进行工装se分析、工艺cae分析、进风面积校核；步骤7，提出数据dmu；提出格栅数据的dmu问题表；步骤8，修改格栅数据；步骤9，检查格栅数据；工装se确认、工艺cae确认、进风面积确认；no回到步骤7，yes进行下一步骤；步骤10，制作快速样件；步骤11，样件评审；造型部门和工程部门对步骤10所制的格栅样件进行评审；no有两种走向，造型相关问题回到步骤3，工程化设计相关问题回到步骤8，yes进行下一步骤；步骤12，模具设计制造；为满足格栅的外观质量要求，要在模具钢材、进胶系统、顶出系统三方面进行设计；具体包括：12.1，进胶系统设计：参照步骤1的1.3所设计的背面进胶形式，进行模流仿真分析；确保流动充填平衡均匀和外观面熔接线为原则；12.2，顶出系统设计：格栅通风区域采用顶针顶出，封闭区域常采用顶块顶出， boss柱采用司筒顶出，外围卡扣采用斜顶或者滑块脱出；顶出系统在热流道系统的同一侧，顶出系统与热流道系统交错设计，采用液压油缸驱动。
22.12.3，模具钢材的选择：格栅外观面对应的模具钢材，选用nak80或2344；以保证能达到镜面抛光性能要求。
23.步骤13，注塑工艺调试；具体包括：13.1，进胶充填顺序调试；格栅设计进浇口32数量为十五个左右（根据产品实际尺寸适当增减），每个浇口采用针阀控制开闭；此环节主要调整进胶顺序和每个浇口的开闭时间，将熔接痕调整到不可见的隐蔽区域。
24.13.2，模具温度调试；模具温度稳定在70℃-80℃；格栅的外观面对应的模具除了抛光到镜面外，升高注塑时的模具温度也可提升格栅外观光泽度，通常采用蒸汽、油液、电路等方式对模具加热升温。
25.步骤14，质量评审；质量部门对步骤13所调试最优格栅进行评审，no回到步骤12，
yes进行下一步骤；15）格栅状态锁定。