新材料与工艺手册

[多材料连接] 汽车塑料件连接技术

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发表于 2019-8-16 11:24:00 | 显示全部楼层 |阅读模式

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汽车轻量化在线】汽车内饰大多采用塑料件,汽车塑料件有着质量轻、化学稳定性好、良好的电绝缘性能、优良的耐磨减磨性、良好的吸震性和消声性。随着塑料在汽车上的广泛应用,尤其是汽车轻量化的加速普及,塑料件在汽车上的替代使用已经越来越广泛、成熟,而塑料之间的连接方式以及设计显得尤为关键。本文重点介绍汽车塑料件的几种常见连接方式以及设计技巧。


汽车塑料件基本分布


塑料常见连接方式
1.1 螺 接
塑料件之间采用自攻螺钉固定是一种常见的螺接方式,其优点在与连接强度大可以反复拆装,但是费时,且需额外增加零件的装配和螺钉的采购成本。
1)自攻螺钉种类:自攻螺钉分为展成螺纹螺钉和切削螺纹螺钉。
展成螺纹螺钉:把螺钉作为成型工具,向塑料内孔挤压使其成为螺纹形状。我国自攻螺钉标准为 GB/T5280。
切削螺纹螺钉:它具有“丝锥”或称螺丝攻的功能。在此种螺钉的最初几牙开有纵向切削槽。在攻旋刮削时会产生塑料切屑。对于盲孔要提供足够的容屑深度。根据以往经验当材料弯曲模量高于 2758Mpa 时,采用切削螺纹,低于 1379Mpa 时使用展成螺纹。
2)自攻螺钉 BOSS 柱的设计原则(如图 1):


图1 自攻螺钉 BOSS 柱的设计
1.2 卡 接
汽车塑料连接采用卡接方式比较常见,其优点在于不需要工具或者其他附件材料进行装配,利用自身卡扣从一个零件装配到另外一个零件。
其缺点在与增加零件本身模具复杂度,提高模具开发费用。
1)卡接方式介绍:卡接可分为可拆卸式卡接和永久性卡接。
2)卡接设计原则:插入角 A=25-30 度,保持角 B=70-90 度,保持深度Y=1.0-2.0mm,卡扣头长 D=5-10mm,悬臂长 L=4T-10Tmm,卡扣壁厚 T=1.5-3.5mm,插入开口 E>Y+T,卡扣宽度 W=5-25mm,非定位单边间隙 C=2-4mm,安装间隙 X=0.2-0.5mm。如图 2 所示。


图2 卡接设计图
1.3 粘 接
采用胶水粘接多用在汽车尾翼以及塑料后背门当中,胶水粘接简单,几乎可用于所有塑料装配应用当中。其缺点在于产品表面需要进行处理,例如,酒精擦拭黏结表面。 溶剂基的胶黏剂有可能会引起污染,由于胶粘固化时间较长,生产厂家一般都会使用机器人打胶以代替传统的手工打胶,以实现产品大批量生产。如图3所示。


图3 汽车尾翼胶接图
1.4 焊 接
焊接几乎可以连接所有的热塑性塑料,但是费用会较高,当以上三种连接方式不能采用时,可以采用焊接的技术。
焊接方式分类:焊接方式可以分为热板焊接、超声波焊接、振动摩擦焊接、激光焊接等。
1)热板焊接方式设计原则:原则上所有的热塑性塑料都可以采用焊接方式连接, 在高温状态下很不稳定的热塑性材料除外。
一般焊接,只能连接同种热塑性材料。热板焊接主要是靠对两个互相焊接的料经加热,达到料件彼此互熔的状态, 再施加一定的压力来达到互相焊接的效果。
2)超声波焊接方式介绍:超声波塑料焊接在汽车塑料焊接领域中有很多运用,可以焊接汽车的外观件,譬如汽车进气格栅塑料焊接,车头大灯塑料焊接,汽车保险杠雷达冲孔焊接等多种汽车外观件的焊接, 汽车内饰件也有用到超声波塑料焊接的地方, 譬如汽车仪表盘塑料焊接,汽车发动机罩隔音棉焊接,汽车后隔板隔音毡焊接等。
3)振动摩擦焊接:将熔接工件,在加压状态下相互摩擦,能量沿熔接口部位传导生热而熔化,继而在保压下冷却固话完成,其接口强度相当于本体强度。 在汽车内外饰连接工艺中,手套箱连接就是采用此种连接方式。
4)激光焊接:激光焊接是以红外线激光作为能源的焊接,直接使用激光作为焊接热源,其优点是所有焊接方法中最为精确的,热量定位到一个最小的内部区域,对产品表面无损伤,没有任何飞边等外观不良现象。 其缺点是对材料有所限制并且焊接费用较高。





结束语
为了简化设计,提高生产的效率和降低零件的采购成本,近十年在汽车工业内外饰产品开发方面,汽车内外饰一直利用塑料材料自身的特点,对产品的集成化、模块化和容易制造以及安装作不懈的努力。
模块化或集成化设计,使得设计简化,减少误差的积累,减少装配时间,又容易检测。

发表于 2019-10-11 10:20:37 | 显示全部楼层
好东西,谢谢分享
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