本发明涉及汽车零部件领域，具体涉及一种塑料仪表板横梁总成的制备工艺。
背景技术：
仪表板位于驾驶员的正前方，上面一般配有行驶里程表、车速里程表、发动机转速表、燃油表以及警告灯、信号灯等。驾驶员不仅可以通过仪表板了解车辆的基本行驶状态，而且可对风口、音响、空调和灯光等进行控制，从而确保安全的同时，享受到更多的驾乘乐趣。
为了保证所支撑的各种仪表和零件能够在高速行驶以及振动状态下正常工作，仪表板以及支撑仪表板的横梁总成必须具有足够的刚性，而且为了减少发生意外时外力对正、副驾驶的冲击，还要求仪表板具有良好的吸能性。并且对仪表板的横梁总成的综合力学性能具有较高的要求。
传统的横梁总成采用铁、镁铝合金等材料，传统材料的强度和刚性能够满足横梁总成的要求，但是其成本较高，并且重量较重，不应用当前汽车行业轻量化、小本成本化的要求。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种塑料仪表板横梁总成的制备工艺，本发明的制备工艺制备得到的塑料仪表板横梁总成，比传统的铁质横梁总成重量更轻，制备工艺更加简单，并且降低了成本。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种塑料仪表板横梁总成的制备工艺，包括如下步骤：
1)设计横梁总成，初步确定横梁总成一体成型的部分和加强板片的结构；再通过力学分析，修改并确定横梁总成最终的结构、注塑的原料和加强板片的材料；
2)根据横梁总成的外形设计模具，并进行模流分析和模具结构分析，得到横梁总成注塑成型模具；
3)制备加强板片，并将加强板片放置于模具中对应位置；再对注塑的原料进行塑化处理；
4)将塑化处理后的原料注塑到模具中，经保压、冷却和脱模后得到塑料仪表板横梁总成。
可选的，在前述的塑料仪表板横梁总成的制备工艺中，塑料仪表板横梁总成最终的结构包括横梁，所述横梁上依次设有第一连接件、第二连接件、第三连接件和第四连接件，所述第一连接件、第二连接件、第三连接件和第四连接件均位于横梁的同侧；所述横梁的两端分别设有第一支架和第二支架，所述横梁的中部位置设有中控连接件；所述第四连接件的端部设有“凹”字形固定座，所述固定座与所述第四连接件内嵌一体成型；所述横梁、第一连接件、第二连接件、第三连接件、第四连接件、第一支架和第二支架均是由塑料制成的，所述横梁中位于中控连接件两侧的位置分别设有包埋于横梁中的加强板片。
可选的，在前述的塑料仪表板横梁总成的制备工艺中，制备加强板片的材料为铁、铝、铝合金中任意一种。
可选的，在前述的塑料仪表板横梁总成的制备工艺中，所述注塑的原料为所述注塑的原料为pa66-gf60或gvl-6h。其中，pa66-gf60为60％的在玻璃纤维增强的pa66，其具有高强度、高热稳定性，广泛用于汽车零部件中。而gvl-6h为60％的长玻璃纤维增强的芳香族尼龙，其杨氏模量可达22000mpa，具有耐高温、低翘曲的特性。
可选的，在前述的塑料仪表板横梁总成的制备工艺中，所述塑化处理的具体步骤为：将配方量的注塑原料加入到搅拌机中搅拌3-5分钟，接着将搅拌好的原料加入到密炼机中熔融，熔融温度为295-335℃，得到塑化原料。
可选的，在前述的塑料仪表板横梁总成的制备工艺中，在注塑之前，需要对模具进行加热处理，使得模温升至130-150℃。
可选的，在前述的塑料仪表板横梁总成的制备工艺中，采用螺杆注塑机对塑化原料进行注塑，螺杆注塑机中螺杆的温度为240-250℃，螺杆的转速为90-160转/分钟。
可选的，在前述的塑料仪表板横梁总成的制备工艺中，注塑的压力为105-135mpa，注塑的速度为58-74，注塑的时间为4-8s。
可选的，在前述的塑料仪表板横梁总成的制备工艺中，所述保压的压力为31-35mpa，保压时间为0-4s。
可选的，在前述的塑料仪表板横梁总成的制备工艺中，所述冷却的时间为30-36s。
本发明的有益效果是:
由本发明的制备工艺制备的塑料仪表板横梁总成，在不同的温度和湿度下具有优异的强度和刚性、低翘曲、高尺寸稳定性。与传统的铁制横梁总成相比，大大减轻了仪表板横梁总成的重量，降低了加工的难度和成本，具有很高的实用性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明一种实施方式的横梁总成的结构示意图；
其中：1、横梁；2、第一连接件；3、第二连接件；4、第三连接件；5、第四连接件；51、固定座；6、第一支架；7、第二支架；8、中控连接件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例公开了一种塑料仪表板横梁总成的制备工艺，包括如下步骤：
1)设计横梁总成，初步确定横梁总成一体成型的部分和加强板片的结构；再通过力学分析，修改并确定横梁总成最终的结构、注塑的原料和加强板片的材料；
2)根据横梁总成的外形设计模具，并进行模流分析和模具结构分析，得到横梁总成注塑成型模具；
3)制备加强板片，并将加强板片放置于模具中对应位置；再对注塑的原料进行塑化处理；
4)将塑化处理后的原料注塑到模具中，经保压、冷却和脱模后得到塑料仪表板横梁总成。
请参照图1所示，在步骤1)中，横梁总成最终的结构包括横梁1，横梁1上依次设有第一连接件2、第二连接件3、第三连接件4和第四连接件5，第一连接件2、第二连接件3、第三连接件4和第四连接件5均位于横梁1的同侧；横梁1的两端分别设有第一支架6和第二支架7，横梁1的中部位置设有中控连接件8；第四连接件5的端部设有“凹”字形固定座51，固定座51与第四连接件5内嵌一体成型；横梁1、第一连接件2、第二连接件3、第三连接件4、第四连接件5、第一支架6和第二支架7均是由塑料制成的，横梁1中位于中控连接件8两侧的位置分别设有包埋于横梁1中的加强板片(图未示)。其中，加强板片是由铁制成的，注塑的原料为pa66-gf60。
在步骤3)中，塑化处理的具体步骤为：将配方量的注塑原料加入到搅拌机中搅拌3分钟，接着将搅拌好的原料加入到密炼机中熔融，熔融温度为300-310℃，得到塑化原料。
在步骤4)中，在注塑之前，需要对模具进行加热处理，使得模温升至140℃。然后将塑化后的原料加入到螺杆注塑机中，通过螺杆注塑机的螺杆将塑化原料挤出至模具中进行成型。螺杆注塑机优选为双螺杆注塑机，螺杆的温度优选为为245-250℃，螺杆的转速优选为120-140转/分钟。在注塑过程中，注塑的压力优选为120mpa，注塑的速度为66，注塑的时间为6s。
在步骤4)中，当注塑完毕后，需要对注塑原料进行保压成型。保压的压力优选为33mpa，保压时间优选为2s。保压完毕后，再进行冷却，冷却的时间优选为33s。接着进行脱模，即可得到本发明的塑料仪表板横梁总成。
该实施例得到的塑料仪表板横梁总成，在实车状态下，在转向系统质心位置施加x向450n的力，测得x向形变0.018，x向刚度为25000n/mm，x向刚度大于450n/mm，x向刚度符合要求；在实车状态下，在转向系统质心位置施加-z向550n的力，测得z向形变0.082，z向刚度为6707n/mm，z向刚度大于550n/mm，z向刚度符合要求；在实车状态下，在转向系统质心位置施加z向4000n的力，塑料部分最大应力为512mpa,最大应力在踏板安装点处，其他区域应力小于160mpa，没有出现结构断裂，强度符合要求；odb强度：在实车状态下，在前围板安装位置施加9000n载荷，没有出现大面积断裂，符合条件；侧向强度：在横梁管柱的左侧施加16000n荷载，未出现大面积断裂，侧向强度符合要求。
实施例2
本实施例公开了一种塑料仪表板横梁总成的制备工艺，包括如下步骤：
1)设计横梁总成，初步确定横梁总成一体成型的部分和加强板片的结构；再通过力学分析，修改并确定横梁总成最终的结构、注塑的原料和加强板片的材料；
2)根据横梁总成的外形设计模具，并进行模流分析和模具结构分析，得到横梁总成注塑成型模具；
3)制备加强板片，并将加强板片放置于模具中对应位置；再对注塑原料进行塑化处理；
4)将塑化处理后的原料注塑到模具中，经保压、冷却和脱模后得到塑料仪表板横梁总成。
请参照图1所示，在步骤1)中，横梁总成最终的结构包括横梁1，横梁1上依次设有第一连接件2、第二连接件3、第三连接件4和第四连接件5，第一连接件2、第二连接件3、第三连接件4和第四连接件5均位于横梁1的同侧；横梁1的两端分别设有第一支架6和第二支架7，横梁1的中部位置设有中控连接件8；第四连接件5的端部设有“凹”字形固定座51，固定座51与第四连接件5内嵌一体成型；横梁1、第一连接件2、第二连接件3、第三连接件4、第四连接件5、第一支架6和第二支架7均是由塑料制成的，横梁1中位于中控连接件8两侧的位置分别设有包埋于横梁1中的加强板片(图未示)。其中，加强板片是由镁铝合金制成的，注塑的原料为gvl-6h。
在步骤3)中，塑化处理的具体步骤为：将配方量的注塑原料加入到搅拌机中搅拌5分钟，接着将搅拌好的原料加入到密炼机中熔融，熔融温度为310-320℃，得到塑化原料。
在步骤4)中，在注塑之前，需要对模具进行加热处理，使得模温升至140℃。然后将塑化后的原料加入到螺杆注塑机中，通过螺杆注塑机的螺杆将塑化原料挤出至模具中进行成型。螺杆注塑机优选为双螺杆注塑机，螺杆的温度优选为为245-250℃，螺杆的转速优选为120-140转/分钟。在注塑过程中，注塑的压力优选为130mpa，注塑的速度为70，注塑的时间为8s。
在步骤4)中，当注塑完毕后，需要对注塑原料进行保压成型。保压的压力优选为35mpa，保压时间优选为4s。保压完毕后，再进行冷却，冷却的时间优选为35s。接着进行脱模，即可得到本发明的塑料仪表板横梁总成。
该实施例得到的塑料仪表板横梁总成，在实车状态下，在转向系统质心位置施加x向450n的力，测得x向形变0.016，x向刚度为28125n/mm，x向刚度大于450n/mm，x向刚度符合要求；在实车状态下，在转向系统质心位置施加-z向550n的力，测得z向形变0.090，z向刚度为6111n/mm，z向刚度大于550n/mm，z向刚度符合要求；在实车状态下，在转向系统质心位置施加z向4000n的力，塑料部分最大应力为595mpa,最大应力在踏板安装点处，其他区域应力小于160mpa，没有出现结构断裂，强度符合要求；odb强度：在实车状态下，在前围板安装位置施加9000n载荷，没有出现大面积断裂，符合条件；侧向强度：在横梁管柱的左侧施加16000n荷载，未出现大面积断裂，侧向强度符合要求。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。