一种仪表板面板的制作方法

1.本实用新型属于汽车部件领域，具体涉及一种仪表板面板。


背景技术：

2.汽车仪表板搪塑发泡成型工艺技术发展较早，搪塑发泡工艺也非常成熟，发泡工艺在多种车型上广泛使用。仪表板产品包括仪表板骨架以及覆盖在仪表板骨架表面软质的内衬层3的，为提高触感舒适性和美观性，内衬层3外表面一般为皮革纹搪塑蒙皮32，搪塑蒙皮32与仪表板骨架之间通过发泡层31粘接。仪表板骨架包括仪表板骨架本体1以及安装在其上的安全气囊总成。安全气囊安装在安全气囊支架2(即安全气囊框)上，再与仪表板骨架本体1卡扣连接，形成仪表板骨架。然后仪表板骨架与搪塑蒙皮32同时放入发泡模具，再注入发泡材料进行发泡，固化后得到最终产品。因此，仪表板骨架表面的平滑性决定了最终产品的外观质量。各主机厂采用的隐藏式安全气囊支架在仪表板骨架上的安装方式包括：螺栓固定、摩擦震动焊接、卡接方式等等。其中卡接式气囊支架由于成本较低，使用最多。卡接式气囊支架是通过在气囊支架上设计自身卡扣结构，卡在仪表板骨架安装孔侧壁上的结构形式。气囊支架的可破坏面板边缘与仪表板骨架上的气囊安装开口边缘有一段自由状态搭接边，搭接边宽度一般在30mm左右。但是采用传统的卡接式气囊支架，在发泡工艺中就会受气囊支架装配结构设计不合理、强度不够、发泡模本身等等因素的影响，气囊支架与仪表板骨架会出现配合不良，主要体现在两者装配后表面不平或者搭接边处存在较大间隙，最终导致发泡后的产品搪塑蒙皮32表面过渡不平滑，出现凸起、鼓包或下凹缺陷，影响产品品质。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种仪表板面板。
4.其技术方案如下：
5.一种仪表板面板，包括仪表板骨架，该仪表板骨架的外表面包覆有软质的内衬层，所述仪表板骨架包括开设有气囊爆破口的仪表板骨架本体，所述气囊爆破口内安装有气囊支架，该气囊支架包括板围成的框体以及连接在该框体外端的可破坏面板，所述可破坏面板的边缘周向延伸超出所述框体的部分形成搭接边，其关键在于，所述仪表板骨架本体上对应所述气囊爆破口的边缘成型有阶梯状安装面，该阶梯状安装面外表面自所述气囊爆破口的边缘周向向外逐渐升高；
6.所述搭接边的内表面与所述阶梯状安装面相适配，其外表面为平滑表面；
7.所述可破坏面板与所述仪表板骨架本体外侧相平，从而形成所述仪表板骨架的外表面。
8.在一种实施方式中，上述内衬层包括上层的搪塑蒙皮和下层的发泡层，所述发泡层贴覆在所述仪表板骨架的外表面，从而将所述搪塑蒙皮平整粘接在所述仪表板骨架上。
9.在一种实施方式中，上述阶梯状安装面包括环绕所述气囊爆破口的第一安装台
阶，以及环绕该第一安装台阶的第二安装台阶；
10.所述搭接边的边缘内侧减薄以形成贴合台阶，所述搭接边的边缘减薄部形成贴合边；
11.所述贴合边贴靠所述第二安装台阶以形成第一封胶面，所述贴合台阶与所述第一安装台阶配合以形成第二封胶面。
12.在一种实施方式中，上述第一安装台阶位于水平方向的支撑面上一体成型有至少一圈环向凸起，所述环向凸起环绕所述气囊爆破口设置，所述搭接边的内表面落在所述环向凸起上。
13.在一种实施方式中，上述搭接边靠近其边缘的部分外表面为倾斜面，所述贴合边低于所述第二安装台阶周围的所述仪表板骨架本体表面高度，二者高度差为d，d取值为0.3mm～0.6mm；
14.所述贴合边内表面与所述第二安装台阶的水平方向支撑面之间干涉配合，干涉量为0.1～0.3mm。
15.在一种实施方式中，上述贴合边的边缘最小厚度为1.2～2mm，所述贴合边的宽度为3～8mm；
16.所述搭接边的宽度为40～70mm。
17.在一种实施方式中，上述气囊支架由热塑性聚烯烃弹性体材料注塑成型，固化后材料弯曲模量达400mpa及以上。
18.与现有技术相比，本实用新型的有益效果：通过气囊支架与仪表板骨架本体搭接处的结构设计增强强度和刚度，降低变形，改善配合状态，配合更为严密，成品仪表板骨架表面更为平滑，尽可能降低产品表面凹凸不平、配合间隙过大的问题，为发泡成型出发泡层提供良好基础,从而改善仪表板终产品的质量，尽可能降低搪塑表皮凹凸不平的缺陷。此外，由于阶梯式配合结构更为严密，可以取消传统结构中搭接边与仪表板骨架本体搭接处之间的发泡防溢料密封条，简化工艺和降低成本。
附图说明
19.图1为传统卡扣式气囊支架与仪表板骨架本体的相互配合的示意图，图中为外表面视角；
20.图2为传统气囊支架与仪表板骨架本体的安装结构示意图，图中示意了由发泡层与搪塑蒙皮形成的内衬层；
21.图3为传统气囊支架的搭接边与仪表板骨架本体的搭接结构示意图；
22.图4为本实用新型的气囊支架与仪表板骨架本体的搭接结构示意图；
23.图5为本实用新型的气囊支架与仪表板骨架本体的分解结构示意图；
24.图6为本实用新型的气囊支架的结构示意图；
25.图7为滑块组件的结构示意图，图中滑块处于脱模位置；
26.图8为滑块组件的结构示意图，图中滑块接近于成型位置；
27.图9为图8的另一视角的示意图；
28.图10为在发泡模具内发泡形成发泡层的示意图。
具体实施方式
29.以下结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。
30.传统的卡扣式安全气囊支架2在仪表板骨架本体1上的安装结构如图1、2和3所示意。搭接边贴靠气囊安装开口边缘外侧，可破坏面板以下沉配合方式与仪表板骨架本体1表面相平。组装后的仪表板骨架与搪塑蒙皮32在发泡模具内发泡，发泡后形成发泡层31，发泡层31将仪表板骨架与搪塑蒙皮32粘接到一起，得到仪表板面板产品。然而仪表板面板产品的搪塑蒙皮32表面易出现不平整的缺陷。由于内衬层3为软质包覆层，其凹凸不平主要是由仪表板骨架导致的。经研究分析，凹凸不平缺陷形成的主要原因有：
31.一是发泡过程内应力在脱模后释放，产品变形。在发泡过程中仪表板骨架配合不平或者装配间隙问题会因为发泡a、b料反应产生的压力将两者不平压平或者将间隙填充顶起气囊支架2，脱模后产品失去约束，恢复自由形状，表现出凹凸不平的缺陷或间隙问题；或者由于受模具型腔形状限制，发泡产品表面形状得到保持，但当模具开模后，产品外部限制解除，气囊支架2在模内的受力将会释放而发生变形，恢复装配时的状态，表现为在仪表板产品表面出现凹凸不平的问题。
32.二是气囊支架产品表面强度不够。气囊支架2因为有爆破功能性要求，因此一般选用热塑性聚烯烃弹性体(tpe)材料进行注塑成型，但因其材料特性，注塑成型的产品表面刚度及产品强度都比较低；在气囊支架2装配到仪表板骨架上进行发泡时，如果发泡模具用于抵紧气囊支架的滑块与气囊支架支撑面之间有间隙或者滑块不在理论设计位置，将也会因为发泡过程中a、b料反应产生的压力出现气囊支架2表面变形(外凸或者内凹)；待产品熟化开模后，产品外部限制解除，气囊支架2又恢复装配时的状态，在仪表板产品表面也将出现外凸或者内凹问题。
33.三是发泡压力影响，发泡过程中用于抵紧气囊支架的滑块回退，当产品完成发泡开模后，气囊支架产品又出现回弹情况，在仪表板产品表面出现外凸问题。发泡过程是由聚醚、异氰酸酯两种材料以一定比例混合产生化学反应，反应过程中会产生大量气体，在发泡模具密闭空间将产生压力；仪表板骨架b面一般会紧贴到发泡模具上模，上模支撑着仪表板骨架，但由于气囊装配角度与仪表板产品出模角度不一致问题，发泡模具一般会单独设计气囊支架出模滑块，用于抵紧气囊支架，如图10所示(图中未示意出仪表板产品出模角度与出模滑块角度的差别)；如果发泡模具气囊支架滑块在合模后无自锁结构，发泡过程中气囊支架及气囊滑块将会受发泡产生压力影响出现后退问题；当产品完成发泡开模后，气囊支架产品又出现回弹情况，在仪表板产品表面出现外凸问题。
34.针对上述问题以及出现这些问题的不同方面的原因，对产品设计和工艺进行了改进。
35.由于仪表板骨架的质量很大程度上决定了仪表板面板终产品的质量，因此改进了仪表板骨架的结构设计。如图3和4所示，一种仪表板骨架，包括开设有气囊爆破口11的仪表板骨架本体1，所述气囊爆破口11内安装有气囊支架2，该气囊支架2包括板围成的框体21以及连接在该框体21外端的可破坏面板22，所述可破坏面板22的边缘周向延伸超出所述框体21的部分形成搭接边23，所述仪表板骨架本体1上对应所述气囊爆破口11的边缘成型有阶梯状安装面，该阶梯状安装面12外表面自所述气囊爆破口11的边缘周向向外逐渐升高。所述搭接边23的内表面与所述阶梯状安装面12相适配，其外表面为平滑表面。这样，气囊支架
2与仪表板骨架本体1组装后，框体21插设在气囊爆破口11内，可破坏面板22遮盖气囊爆破口11。并且由于阶梯状安装面整体向下方下沉，可破坏面板22的表面与仪表板骨架本体1表面相平。
36.不同于现有技术中搭接边23各处厚度保持均匀，仅在边缘处以斜面过渡与仪表板骨架本体1配合的结构设计，本实施例中采用阶梯面相互配合的结构，能够增加两者各自搭接部分的结构强度，从而增强配合部分的刚度，改善两者装配配合后的状态。同时，由于阶梯式配合更为严密，从而可以防止发泡时发泡材料挤入产品缝隙，这样就可以取消传统装配结构中两者之间的防发泡溢料密封条，简化工艺，降低工艺成本。
37.阶梯状安装面可以是两级或多级台阶，为平衡贴合效果和结构复杂度，优选两级或三级台阶。
38.如图3和4，本实施例中所述阶梯状安装面包括环绕所述气囊爆破口11的第一安装台阶12a，以及环绕该第一安装台阶12a的第二安装台阶12b。所述搭接边23的边缘内侧减薄以形成贴合台阶23a，所述搭接边23的边缘减薄部形成贴合边23b，所述贴合边23b贴靠所述第二安装台阶12b以形成第一封胶面，所述贴合台阶23a与所述第一安装台阶12a配合以形成第二封胶面。这样，第一封胶面与第二封胶面形成两级密封结构，防止发泡过程中发泡材料从搭接部分进入气囊支架2的框体21。
39.为使第一封胶面配合紧密，所述贴合边23b内表面与所述第二安装台阶12b的水平方向支撑面之间干涉配合，干涉量为0.1～0.3mm。
40.为使第二封胶面配合紧密，所述第一安装台阶12a位于水平方向的支撑面上一体成型有至少一圈环向凸起12c，所述环向凸起12c环绕所述气囊爆破口11设置，所述搭接边23的内表面落在所述环向凸起12c上，这样形成线-面配合结构，避免面-面配合由于表面精度问题导致的配合不良。
41.进一步地，不同于气囊支架2的搭接边23与仪表板骨架本体1外表面完全一样平的设计方案，本实施例中，为防止气囊支架2边缘翘曲向上变形超出仪表板骨架本体1外表面，搭接边23包括贴合边23b的边缘部分做渐变处理，即搭接边23靠近其边缘的部分外表面为倾斜面，所述贴合边23b低于所述第二安装台阶12b周围的所述仪表板骨架本体1表面高度，二者高度差为d，d取值为0.3mm～0.6mm。
42.在一种实施方式中，贴合边23b的边缘沉入仪表板骨架本体表面1靠近贴合边23b边缘的表面0.5mm左右，以吸收零件变形误差，避免装配后出现贴合边23b高出其旁边的仪表板骨架本体1的问题，进一步降低发泡后在产品表面出现凹凸不平问题的可能。
43.所述贴合边23b的边缘最小厚度为1.2～2mm，所述贴合边23b的宽度为3～8mm。所述搭接边23的6宽度为40～70mm，较传统的气囊支架2的搭接边23更宽。
44.此外，气囊支架2可以由热塑性聚烯烃弹性体材料制成，例如选择产品号vp 50dn lc的材料注塑成型，固化后材料弯曲模量达400mpa及以上，优选400～450mpa，较一般材料的弯曲模量350mpa更高，从而提高其强度和刚度，从而进一步降低发泡后的产品在脱模后以及装配前后的变形问题，降低最终的控制仪表板骨架表面不平的概率。
45.在卡接结构上，所囊安装口11边缘连接有限位板13，该限位板13位于所述仪表板骨架本体1内侧，所述框体21周向外壁设有防脱卡扣24，该防脱卡扣24抵靠所述限位板13以防止所述气囊支架2脱出所述气囊爆破口11。
46.除了结构设计和材料方面外，还从成型方法的角度进行改进。
47.一种控制仪表板面板外表面平整的方法，所述仪表板面板包括如上的仪表板骨架结构，该方法为：分别成型所述仪表板骨架本体1和气囊支架2，再将所述气囊支架2安装到所述仪表板骨架本体1上以形成仪表板骨架，然后将二者整体安装到发泡模具的上模，将搪塑蒙皮32安装到发泡模具的下模内腔，并铺平整，为方便固定，使用一定压力的真空通过真空孔吸附住搪塑蒙皮32；接着合模，仪表板骨架与搪塑蒙皮32之间形成发泡腔，注入发泡材料到发泡腔内以产生发泡反应，固化后在搪塑蒙皮32和仪表板骨架之间形成发泡层31，该发泡层31同时与搪塑蒙皮32和仪表板骨架外表面粘接，如图10所示意；发泡成型完成后真空释放，最后脱模得到仪表板面板。其中，发泡模具对应气囊支架位置设置有滑块组件4。
48.如图7～9所示，滑块组件4包括滑块41，该滑块41用于抵紧所述框体21的内腔，该滑块41连接有导向机构42和锁定式驱动机构43，所述锁定式驱动机构43用于带动所述滑块41沿着所述导向机构42的引导方向在成型位置和脱模位置之间运动，且当所述滑块41位于所述成型位置时，所述锁定式驱动机构43防止所述滑块41在发泡压力下回退。成型位置和脱模位置限定了滑块41进入和退出模具型腔的运动行程。发泡层32在发泡成型过程中，所述锁定式驱动机构43始终位于成型位置。本领域人员容易理解的是，这里所说的防止回退并非绝对意义上的位置不变，而是回退量极小，最好在0.1mm以内。传统滑块驱动机构为气缸，通过气缸杆的伸缩带动滑块进出模具型腔。然而，在较大发泡压力下，气缸杆可能回缩，而本实用新型则纠正了这个问题。
49.本实施例中，锁定式驱动机构43包括直线伸缩机构43a、第一连杆43b和第二连杆43c，所述第一连杆43b和第二连杆43c端部相互铰接，并连接在所述滑块41以及位于所述滑块41后方的第一固定座43d之间。所述第一连杆43b和第二连杆43c连线之外设置有第二固定座43e，所述直线伸缩机构43a一端与该第二固定座43e铰接，另一端与所述第一连杆43b和第二连杆43c的铰接点铰接。第一固定座43d和第二固定座43e均相对于模座固定。
50.当所述滑块41位于所述成型位置时，所述第一连杆43b和第二连杆43c位于同一直线上，所述直线伸缩机构43a与该直线垂直，从而自锁。根据受力分析，当直线伸缩机构43a与第一连杆43b和第二连杆43c垂直或接近垂直时，直线伸缩机构43a只需要较小的顶推力，即可使滑块41承受极大地压力，在气囊支架2发泡成型过程中，发泡压力几乎不可能使直线伸缩机构43a收缩。在调试时，宜确保滑块41位于所述成型位置状态下，第一连杆43b和第二连杆43c尽可能接近直线，两者形成的夹角与设计角度误差不超过1
°
。
51.直线伸缩机构43a可以使用现有的各种机械装置。为方便控制，本实施例中直线伸缩机构43a为气缸，该气缸的壳体与所述第一固定座43d铰接，该气缸的活塞杆伸出端与所述第一连杆43b和第二连杆43c的铰接点铰接。
52.导向机构42包括两根导向杆42b，两根导向杆42b平行连接在滑块41尾端，模具上设置有两个固定块32a，每个固定块32a上活动穿设有一根导向杆42b。第二连杆43c连接在滑块41尾端面中部，两根导向杆42b分别位于第二连杆43c两侧，以保持滑块41运动时的平衡。
53.最后需要说明的是，上述描述仅仅为本实用新型的优选实施例，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种仪表板面板，包括仪表板骨架，该仪表板骨架的外表面包覆有软质的内衬层(3)，所述仪表板骨架包括开设有气囊爆破口(11)的仪表板骨架本体(1)，所述气囊爆破口(11)内安装有气囊支架(2)，该气囊支架(2)包括板围成的框体(21)以及连接在该框体(21)外端的可破坏面板(22)，所述可破坏面板(22)的边缘周向延伸超出所述框体(21)的部分形成搭接边(23)，其特征在于：所述仪表板骨架本体(1)上对应所述气囊爆破口(11)的边缘成型有阶梯状安装面(12)，该阶梯状安装面(12)外表面自所述气囊爆破口(11)的边缘周向向外逐渐升高；所述搭接边(23)的内表面与所述阶梯状安装面(12)相适配，其外表面为平滑表面；所述可破坏面板(22)与所述仪表板骨架本体(1)外侧相平，从而形成所述仪表板骨架的外表面。2.根据权利要求1所述的一种仪表板面板，其特征在于：所述内衬层(3)包括上层的搪塑蒙皮(32)和下层的发泡层(31)，所述发泡层(31)贴覆在所述仪表板骨架的外表面，从而将所述搪塑蒙皮(32)平整粘接在所述仪表板骨架上。3.根据权利要求1或2所述的一种仪表板面板，其特征在于：所述阶梯状安装面包括环绕所述气囊爆破口(11)的第一安装台阶(12a)，以及环绕该第一安装台阶(12a)的第二安装台阶(12b)；所述搭接边(23)的边缘内侧减薄以形成贴合台阶(23a)，所述搭接边(23)的边缘减薄部形成贴合边(23b)；所述贴合边(23b)贴靠所述第二安装台阶(12b)以形成第一封胶面，所述贴合台阶(23a)与所述第一安装台阶(12a)配合以形成第二封胶面。4.根据权利要求3所述的一种仪表板面板，其特征在于：所述第一安装台阶(12a)位于水平方向的支撑面上一体成型有至少一圈环向凸起(12c)，所述环向凸起(12c)环绕所述气囊爆破口(11)设置，所述搭接边(23)的内表面落在所述环向凸起(12c)上。5.根据权利要求3所述的一种仪表板面板，其特征在于：所述搭接边(23)靠近其边缘的部分外表面为倾斜面，所述贴合边(23b)低于所述第二安装台阶(12b)周围的所述仪表板骨架本体(1)表面高度，二者高度差为d，d取值为0.3mm～0.6mm；所述贴合边(23b)内表面与所述第二安装台阶(12b)的水平方向支撑面之间干涉配合，干涉量为0.1～0.3mm。6.根据权利要求5所述的一种仪表板面板，其特征在于：所述贴合边(23b)的边缘最小厚度为1.2～2mm，所述贴合边(23b)的宽度为3～8mm；所述搭接边(23)的宽度为40～70mm。

技术总结
本实用新型公开了一种仪表板面板，该仪表板骨架的外表面包覆有软质的内衬层，仪表板骨架包括开设有气囊爆破口的仪表板骨架本体，气囊爆破口内安装有气囊支架，该气囊支架包括板围成的框体以及连接在该框体外端的可破坏面板，可破坏面板的边缘周向延伸超出所述框体的部分形成搭接边，仪表板骨架本体上对应所述气囊爆破口的边缘成型有阶梯状安装面，该阶梯状安装面外表面自所述气囊爆破口的边缘周向向外逐渐升高；搭接边的内表面与阶梯状安装面相适配，其外表面为平滑表面。本实用新型的气囊支架与仪表板骨架本体之间配合度更高，降低仪表板骨架成品表面不平、配合间隙过大等问题，从而为内衬层的发泡成型提供良好基础，仪表板终产品表面平滑。终产品表面平滑。终产品表面平滑。


技术研发人员：胡学川 周建军 李力 刘富裕 毛红军
受保护的技术使用者：重庆平伟汽车零部件有限公司
技术研发日：2023.02.16
技术公布日：2023/6/20