重卡SMC前面罩的研制

作     者：黄承昊 

作者单位：湖北汽车工业学院 

学位级别：硕士

导师姓名：杨明

授予年度：2023年

学科分类：08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 

主      题：重卡前面罩 SMC 模压模具 模压成型 性能检测 

摘      要：前面罩作为卡车重要的车身外覆盖件,以往大多采用金属材料冲压成型。但随着能源与环境问题的日益严重,各大汽车厂希望寻求更加轻质、高强的新型材料替代金属材料以实现汽车的轻量化。片状模塑料（SMC）作为纤维增强塑料的一种,不仅具有良好的力学性能和显著的轻量化效果,而且其成型工艺生产效率高、尺寸精度好,目前已经广泛应用于汽车行业。本文以国内某汽车厂关于“某重型卡车前面罩研制的项目为依托,使用SMC复合材料研制某重型卡车前面罩,在保证产品强度和安全性能的前提下,降低质量。本文的主要研究内容与结论如下:（1）本文选取了湖北大雁的P18型SMC复合材料,材料密度1.8 g/cm,测得材料拉伸强度为142 MPa,弯曲强度为186 MPa,冲击韧性为126 k J/m,原材料性能满足技术要求。（2）结合产品三维数模和工程图对前面罩进行结构性研究,研究发现前面罩属于大型薄壁制件,整体呈拱形结构,中间与两边落差大,前面罩通过纵横交错的加强筋保证整体刚度,结构特征包括:金属螺母嵌件、标徽装饰条沉台、安装和定位孔、分色线等;根据前面罩结构特征,设计了一套固定式多型腔半溢式模压模具,模具结构包括:加热系统、脱模系统、导向机构、侧向抽芯机构、型芯与型腔。（3）基于产品的结构和原材料特性制定SMC前面罩成型工艺方案并试制重卡SMC前面罩。制定SMC前面罩成型工艺方案为:准备阶段（设备准备、片材剪裁）、成型阶段（预埋件放置、铺料、模压成型、脱模取件）和后处理阶段。选取的成型工艺参数为:模压温度150℃、成型压力22 MPa、保压时间120 s、加压时间5 s、合模时间15 s。首批试制的前面罩表观质量合格率仅为60%,多个产品出现缺料缺陷,通过优化铺料方式消除缺陷,将产品表观质量的合格率提升到90%。（4）按照技术要求对研制的前面罩进行性能检测。前面罩质量、均匀性、形位公差、常规性能、粘接性能、机械性能、涂装性能检测结果均满足技术要求,表明本文使用SMC复合材料成功研制某重型卡车前面罩。