1
．
轿车内饰件的特点
轿车内饰件根据不同用途，可采用不同材料制造，但每件内饰都由两部分构成：面料和骨架。面料大多为
针刺地毯、簇绒地毯、布料等；骨架多采用麻纤维
+
聚丙烯（
PP
）
，棉纤维
+
聚丙烯（
PP
）
，废纤维
+
树脂，
木粉板等。在制造过程中，面料不必加热，而骨架需预先加热软化成型，再与面料粘合，冷却成型。同时
为追求内饰件高雅的气质，面料一般采用浅色材料，因此成型后不能有任何污迹粘附。而且就地毯、行李
箱侧板、轮罩这些内饰件的形状而言，外形尺寸较大，型面都为自由曲面，难以用传统二维图纸描述，型
面起伏多变，高低落差悬殊。综合以上特点，传统的模具设计、制造工艺无法满足产品成型要求。
2
．
模具特点
根据以上产品的特点，成型模具不能采用常规的钢质材料，同时要求模具材料除了达到基本硬度外，还要
求具有导热性好、不生锈的特点。综上所述，我们选用铝合金作为模具材料。成型过程参照金属覆盖件拉
延过程，模具没有贴合的分型面，在模具成型部分外留出类似压料圈的延伸面，用来固定面料，同时在成
型面以下相同距离采用水管冷却法，加快产品定型固化。
3
．
模具设计
3
．
1
源数据类型
在内饰件模具设计前，首先要得到产品的三维数据模型，根据当前条件，客户提供的数据源形式可分为三
维数模、样件或图纸，任何软件制作的三维数模通过
IGS
文件接口，都可由
UG
软件读入进行设计。如提
供的是样件，则需通过扫描，得到数据点云，采用反求工程技术构建产品型面，通过不断比较修正，最终
得到三维内饰件产品造型。
如条件许可，
还可以用聚氨酯材料加工出一比一的凹腔模型，
将实物与其对应，
进行匹配，以防止局部缺陷造成最终影响。
3
．
2
模具结构
考虑到产品成型的特殊性和模具材料的特点，我们制造的模具结构为：成型部分铝合金厚度为
35
毫米，
且随起伏多变型面，反面每隔
300mm
至
400mm
固定距离，增加纵横交错的支撑筋，模具上下底板采
用槽钢或工字钢，整个模具皆采用铝合金铸件。
3
．
3
成型面的延伸设计
由于内饰件产品骨架在成型前需加热软化，产生拉延变形，随后将其与面料贴合，故在成型过程中需保证
产品外部在一定张力的作用下保持相对静止。
同时，
考虑最终产品轮廓根据实际装车情况有延伸的可能性，
因此在模具设计中，参照金属拉延模的做法，将产品成型部分型面按原有趋势延伸
15
毫米，既是产品成
型过程需要，又可加强模具周边的强度。随后根据产品表面造型，使用
UGII
软件的加厚操作，完成单个
模具的整体设计、造型工作，同理，通过偏置内饰件产品的壁厚，可得到另一模具的三维造型。
3
．
4
冷却水管的设计
由于内饰件产品在成型过程中，骨架材料先加热软化，温度需达到
150
～
200
摄氏度，以使其具有塑性，
便于拉延成型。
当软化材料成型并与面料粘结后，
又需要及时冷却定型，
以防止产品从模具中取出后变形，
故需对模具进行快速冷却。冷却模具采用水冷方式，即在模具内铺设冷却水管。由于产品材料冷却的特殊
要求，需将冷却水管排布均匀，最好离模具成型面保持相同距离。我们采用
UGII
软件在先前设计完毕的
模具造型上直接排布，根据产品型面起伏给出偏置距离，使水管的走向与型面的曲面变化一致，保证水管
在工作中的冷却效果。设计完毕的水管可在计算机上给出效果图，方便验证。随后，可生成二维图纸，交
给专门部门进行水管弯制，以备后用。
4
．
制造流程
4
．
1
木模模型的制造
由于内饰件模具尺寸较大，考虑到模具重量和冷却方式，我们采用实型铸造方法得到铝合金毛坯。根据实
型铸造工艺，需先制作一个木模，按传统做法，需根据设计要求手工制模成型。由于我们已在计算机上完
成模具整体的设计、造型工作，就可以非常方便的利用数控机床切削出铸造所需要的木模型面，既减轻了
工作量，缩短了木模制造周期，又保证了浇注后的毛坯具有均匀的加工余量。
4
．
2
冷却水管的预埋与铸件的成型
水管制作完成后，需用预埋的内置的方法，在毛坯浇注的同时完成。即在浇注模具毛坯时，将冷却水管预
先固定在泥芯上，离型面约
5
～
8
毫米，待上铸型与下铸型合模浇注后，冷却水管就自然被铝合金包住，
采用这种方法排布的冷却水管，与模具成型面距离统一，吸热效率极高，冷却效果非常好，模具工作时表
面温度可降低至
5
～
10
摄氏度。同时，由于严格控制了水管走向，可保证铝铸件加工时不会破坏水管层。
由于铸件体积较大，铸造工艺也及其复杂，经过多次试验，我们已能用砂型铸造和实型铸造两种方法浇铸
大型铝合金模具毛坯。实型铸造最大重量可达
250
公斤，砂型铸造最大重量已达
1500
公斤。
4
．
3
模具型面加工
模具毛坯浇注完成后，我们得到的是一个具有均匀余量的铸件，此类模具毛坯最大重量达
1.5
吨，最大尺
寸为
1900 X 1700 X 450
毫米，需要选择合适的加工中心完成最后的数控加工。在我们的制造过程中，
Toshiba BTD-13R22
大型四轴卧式镗铣床起到了关键作用。该机床功率强大，适合重力切削，数控系统
和机械运动机构能够长时间持续稳定运行，高精度大型旋转工作台，能做到一次装夹，多面加工，还可利
用可伸展主轴切削较为低洼处的曲面。
根据毛坯铝合金材质特性和型面起伏的特征，
为提高加工效率和节约刀具成本，
我们采用
WALTER
模块化
螺纹连接式接杆和刀头，刀具类型使用仿形铣刀，粗加工使用镶嵌式多片铣刀，精加工使用镶嵌式单片铣
刀，材料选择适合铝合金加工的
WMG
和
WK10
类刀片，该类刀片采用耐磨硬质合金，前角和后角较大，
易排屑。
4
．
4
模具装配及拉料夹持装置的安装
对于类似地毯、
行李箱侧板或轮罩的模具，
上模和下模在合模过程中采用定位柱和定位孔作为合模的装置，
或者采用导向板定位。一旦模具调试完成，并进行正式使用时，定位装置一概卸除，靠产品的料厚和模具
的形状自行地位，此类结构省略了一般模具的导柱
/
导套装置，结构简单，安装方便。
为防止面料在成型过程中产生折皱现象，对于产品边缘起伏落差小的形态，比如地毯，我们采用在边缘的
顶部和底部安装一排拉针，阻止面料随模具成型而跟紧型腔，拉针拉住面料，迫使面料拉延并延伸，使其
变形，最终在快速冷却后使面料和骨架迅速定型。对于产品型面起伏落差很大的形态，比如行李箱侧板或
轮罩，在四周边缘，采用夹持框架方式，拉住面料。框架形状与产品轮廓一致。
5
．结束语
在本人的主持下，采用此类内饰件模具的制造工艺，已成功开发并制造了多种车型的内饰件模具。比如，
上海通用赛欧
SRV
行李箱左右侧板及备胎盖；奇瑞东方之子主地毯、轮罩及行李箱平地毯模具；大众
B5
豪华右轮罩；风神
3
号行李箱内饰件；江淮瑞风主地毯及轮罩；大众
GP3
左右轮罩；上海通用凯越主地
毯；大众
POLO
三厢车衣帽架等。
．
轿车内饰件的特点
轿车内饰件根据不同用途，可采用不同材料制造，但每件内饰都由两部分构成：面料和骨架。面料大多为
针刺地毯、簇绒地毯、布料等；骨架多采用麻纤维
+
聚丙烯（
PP
）
，棉纤维
+
聚丙烯（
PP
）
，废纤维
+
树脂，
木粉板等。在制造过程中，面料不必加热，而骨架需预先加热软化成型，再与面料粘合，冷却成型。同时
为追求内饰件高雅的气质，面料一般采用浅色材料，因此成型后不能有任何污迹粘附。而且就地毯、行李
箱侧板、轮罩这些内饰件的形状而言，外形尺寸较大，型面都为自由曲面，难以用传统二维图纸描述，型
面起伏多变，高低落差悬殊。综合以上特点，传统的模具设计、制造工艺无法满足产品成型要求。
2
．
模具特点
根据以上产品的特点，成型模具不能采用常规的钢质材料，同时要求模具材料除了达到基本硬度外，还要
求具有导热性好、不生锈的特点。综上所述，我们选用铝合金作为模具材料。成型过程参照金属覆盖件拉
延过程，模具没有贴合的分型面，在模具成型部分外留出类似压料圈的延伸面，用来固定面料，同时在成
型面以下相同距离采用水管冷却法，加快产品定型固化。
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模具设计
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源数据类型
在内饰件模具设计前，首先要得到产品的三维数据模型，根据当前条件，客户提供的数据源形式可分为三
维数模、样件或图纸，任何软件制作的三维数模通过
IGS
文件接口，都可由
UG
软件读入进行设计。如提
供的是样件，则需通过扫描，得到数据点云，采用反求工程技术构建产品型面，通过不断比较修正，最终
得到三维内饰件产品造型。
如条件许可，
还可以用聚氨酯材料加工出一比一的凹腔模型，
将实物与其对应，
进行匹配，以防止局部缺陷造成最终影响。
3
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模具结构
考虑到产品成型的特殊性和模具材料的特点，我们制造的模具结构为：成型部分铝合金厚度为
35
毫米，
且随起伏多变型面，反面每隔
300mm
至
400mm
固定距离，增加纵横交错的支撑筋，模具上下底板采
用槽钢或工字钢，整个模具皆采用铝合金铸件。
3
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成型面的延伸设计
由于内饰件产品骨架在成型前需加热软化，产生拉延变形，随后将其与面料贴合，故在成型过程中需保证
产品外部在一定张力的作用下保持相对静止。
同时，
考虑最终产品轮廓根据实际装车情况有延伸的可能性，
因此在模具设计中，参照金属拉延模的做法，将产品成型部分型面按原有趋势延伸
15
毫米，既是产品成
型过程需要，又可加强模具周边的强度。随后根据产品表面造型，使用
UGII
软件的加厚操作，完成单个
模具的整体设计、造型工作，同理，通过偏置内饰件产品的壁厚，可得到另一模具的三维造型。
3
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冷却水管的设计
由于内饰件产品在成型过程中，骨架材料先加热软化，温度需达到
150
～
200
摄氏度，以使其具有塑性，
便于拉延成型。
当软化材料成型并与面料粘结后，
又需要及时冷却定型，
以防止产品从模具中取出后变形，
故需对模具进行快速冷却。冷却模具采用水冷方式，即在模具内铺设冷却水管。由于产品材料冷却的特殊
要求，需将冷却水管排布均匀，最好离模具成型面保持相同距离。我们采用
UGII
软件在先前设计完毕的
模具造型上直接排布，根据产品型面起伏给出偏置距离，使水管的走向与型面的曲面变化一致，保证水管
在工作中的冷却效果。设计完毕的水管可在计算机上给出效果图，方便验证。随后，可生成二维图纸，交
给专门部门进行水管弯制，以备后用。
4
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制造流程
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1
木模模型的制造
由于内饰件模具尺寸较大，考虑到模具重量和冷却方式，我们采用实型铸造方法得到铝合金毛坯。根据实
型铸造工艺，需先制作一个木模，按传统做法，需根据设计要求手工制模成型。由于我们已在计算机上完
成模具整体的设计、造型工作，就可以非常方便的利用数控机床切削出铸造所需要的木模型面，既减轻了
工作量，缩短了木模制造周期，又保证了浇注后的毛坯具有均匀的加工余量。
4
．
2
冷却水管的预埋与铸件的成型
水管制作完成后，需用预埋的内置的方法，在毛坯浇注的同时完成。即在浇注模具毛坯时，将冷却水管预
先固定在泥芯上，离型面约
5
～
8
毫米，待上铸型与下铸型合模浇注后，冷却水管就自然被铝合金包住，
采用这种方法排布的冷却水管，与模具成型面距离统一，吸热效率极高，冷却效果非常好，模具工作时表
面温度可降低至
5
～
10
摄氏度。同时，由于严格控制了水管走向，可保证铝铸件加工时不会破坏水管层。
由于铸件体积较大，铸造工艺也及其复杂，经过多次试验，我们已能用砂型铸造和实型铸造两种方法浇铸
大型铝合金模具毛坯。实型铸造最大重量可达
250
公斤，砂型铸造最大重量已达
1500
公斤。
4
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3
模具型面加工
模具毛坯浇注完成后，我们得到的是一个具有均匀余量的铸件，此类模具毛坯最大重量达
1.5
吨，最大尺
寸为
1900 X 1700 X 450
毫米，需要选择合适的加工中心完成最后的数控加工。在我们的制造过程中，
Toshiba BTD-13R22
大型四轴卧式镗铣床起到了关键作用。该机床功率强大，适合重力切削，数控系统
和机械运动机构能够长时间持续稳定运行，高精度大型旋转工作台，能做到一次装夹，多面加工，还可利
用可伸展主轴切削较为低洼处的曲面。
根据毛坯铝合金材质特性和型面起伏的特征，
为提高加工效率和节约刀具成本，
我们采用
WALTER
模块化
螺纹连接式接杆和刀头，刀具类型使用仿形铣刀，粗加工使用镶嵌式多片铣刀，精加工使用镶嵌式单片铣
刀，材料选择适合铝合金加工的
WMG
和
WK10
类刀片，该类刀片采用耐磨硬质合金，前角和后角较大，
易排屑。
4
．
4
模具装配及拉料夹持装置的安装
对于类似地毯、
行李箱侧板或轮罩的模具，
上模和下模在合模过程中采用定位柱和定位孔作为合模的装置，
或者采用导向板定位。一旦模具调试完成，并进行正式使用时，定位装置一概卸除，靠产品的料厚和模具
的形状自行地位，此类结构省略了一般模具的导柱
/
导套装置，结构简单，安装方便。
为防止面料在成型过程中产生折皱现象，对于产品边缘起伏落差小的形态，比如地毯，我们采用在边缘的
顶部和底部安装一排拉针，阻止面料随模具成型而跟紧型腔，拉针拉住面料，迫使面料拉延并延伸，使其
变形，最终在快速冷却后使面料和骨架迅速定型。对于产品型面起伏落差很大的形态，比如行李箱侧板或
轮罩，在四周边缘，采用夹持框架方式，拉住面料。框架形状与产品轮廓一致。
5
．结束语
在本人的主持下，采用此类内饰件模具的制造工艺，已成功开发并制造了多种车型的内饰件模具。比如，
上海通用赛欧
SRV
行李箱左右侧板及备胎盖；奇瑞东方之子主地毯、轮罩及行李箱平地毯模具；大众
B5
豪华右轮罩；风神
3
号行李箱内饰件；江淮瑞风主地毯及轮罩；大众
GP3
左右轮罩；上海通用凯越主地
毯；大众
POLO
三厢车衣帽架等。
