內(nèi)分型汽車門板注射模設(shè)計(jì)

鄭建偉

摘要：汽車門板（注塑件）是指用于車體前(后)左右門的內(nèi)飾件；隨著人們對現(xiàn)代汽車的要求越來越高，對觸手可及的汽車門板，其手感、皮紋效果、色澤、搭配等需求也越來越高，其檔次高低也成為衡量一個(gè)車型檔次高低的重要參照。

關(guān)鍵詞：內(nèi)分型；汽車門板；注射模設(shè)計(jì)

1引言

汽車門板（注塑件）是指用于車體前(后)左右門的內(nèi)飾件；隨著人們對現(xiàn)代汽車的要求越來越高，對觸手可及的汽車門板，其手感、皮紋效果、色澤、搭配等需求也越來越高，其檔次高低也成為衡量一個(gè)車型檔次高低的重要參照。

2成型工藝分析

此汽車門板（注塑件）的材質(zhì)為PP-MD20，產(chǎn)品尺寸為：860*620*115，制品平均壁厚為3.0mm，收縮率為1.1%。產(chǎn)品為外觀件，外觀面做蝕紋效果；由于產(chǎn)品外觀面不能放澆口，需要采用后模進(jìn)膠，還要能實(shí)現(xiàn)機(jī)械手取件及通過一鍵操作生產(chǎn)兩個(gè)產(chǎn)品（帶車窗搖把孔或不帶），生產(chǎn)周期要求為50S。

產(chǎn)品裝配要求：圖1上區(qū)域1、2、3、4、5、6為卡扣座裝配，區(qū)域7、8、9處為螺釘固定，區(qū)域10處與地圖袋裝配，此處由于手能觸摸到夾線，因此要求夾線不能影響手感。

產(chǎn)品的難點(diǎn)：由于此產(chǎn)品由原來的四個(gè)產(chǎn)品合并而來，區(qū)域11處出模困難：由于產(chǎn)品形狀決定了斜頂下坡角度為68度，常規(guī)斜頂無法實(shí)現(xiàn)，此套模具采用了一種新型的斜頂機(jī)構(gòu)解決此問題，本文3.3有詳細(xì)介紹。

產(chǎn)品的缺陷預(yù)算：對于此門板，除了對產(chǎn)品皮紋面的出模斜度、熔接痕、頂痕等做分析外，重點(diǎn)對門板喇叭口處的網(wǎng)孔做了分析，其參數(shù)如圖2所示：L1=1mm，L2=2mm，d=1mm，小端直徑∮b=1.9mm，小端直徑∮b=2.1mm，單邊角度A1=6°, 單邊角度A2=3°。

3模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1澆注系統(tǒng)

對注塑模具來說，澆口的設(shè)置是非常關(guān)鍵的，如果澆口設(shè)置不對很可能導(dǎo)致制品缺陷無法調(diào)整，甚至要更換熱流道、模板等，嚴(yán)重影響模具開發(fā)周期及成本。

此汽車門板模具如圖1所示，產(chǎn)品中間為外觀面，無法設(shè)計(jì)澆口，根據(jù)制品特點(diǎn)及CAE分析，采用六點(diǎn)順序閥熱流道后模進(jìn)膠，位置及澆口形式如圖3所示：噴嘴打開的先后順序?yàn)镹1先開， 1.7秒后N2開，2.7秒后N3、N4開，3.0秒后N5、N6最后開，其中N1、N2、N3、N5為扇形澆口直接點(diǎn)在制品上（后模進(jìn)膠），制品對應(yīng)部位設(shè)計(jì)有凹槽，可以把澆口形成的表面缺陷遮蓋起來；N4、N6處為彎鉤澆口。

由于N1、N2、N3、N5為噴嘴直接點(diǎn)在澆口頂塊上，為保證澆口頂塊在注塑時(shí)不松動，在澆口頂塊上都設(shè)計(jì)了鎖緊桿，利用油缸控制鎖緊桿的動作。其形式如圖3所示。

3.2型芯與型腔結(jié)構(gòu)

（1）前模成型系統(tǒng)主要包括前模板、前模大抽芯、前模網(wǎng)孔鑲塊及三個(gè)小滑塊。由于模具外觀面需要做皮紋，前模所有成型部分全部采用進(jìn)口2738材料，以保證皮紋效果一致。

前模大抽芯的主要作用：把需要出后模的部分也出在抽芯上，保證制品明顯的外觀面上沒有夾線，實(shí)現(xiàn)分型線內(nèi)移（即內(nèi)分型）。具體結(jié)構(gòu)如圖4所示：前模大抽芯采用兩個(gè)缸徑80的油缸實(shí)現(xiàn)抽芯，3個(gè)缸徑125的油缸在注塑生產(chǎn)時(shí)鎖緊，保證抽芯機(jī)構(gòu)不會被打退。

（2）后模成型系統(tǒng)主要包括后模板、斜頂、頂塊、網(wǎng)孔鑲塊及其他后模鑲塊等。后模成型零部件的材料全部采用進(jìn)口2738，且運(yùn)動部件要求氮化HV700以上，保證能夠?qū)崿F(xiàn)模具50萬件的使用壽命。

（3）活動鑲塊抽芯系統(tǒng)如圖5所示：活動鑲塊靠油缸驅(qū)動，可以實(shí)現(xiàn)只操作一個(gè)按鈕就可以更改為生產(chǎn)另一個(gè)產(chǎn)品（帶車窗搖把孔或不帶）

3.3 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)

此套模具采用19個(gè)斜頂、3個(gè)滑塊、4個(gè)油缸抽芯機(jī)構(gòu)；斜頂結(jié)構(gòu)如圖6所示，本套模具斜頂機(jī)構(gòu)較多，對普通斜頂不再詳細(xì)說明，在此只介紹一種非常規(guī)的斜頂機(jī)構(gòu)。如圖6所示，由于產(chǎn)品倒扣需要沿下坡68°方向出模，對于常規(guī)的斜頂機(jī)構(gòu)無法實(shí)現(xiàn)（一般斜頂直接下坡角度超過45°很容易造成斜頂卡滯，模具無法保證正常生產(chǎn)），此套模具通過結(jié)構(gòu)創(chuàng)新采用了一種加速下坡機(jī)構(gòu)，既實(shí)現(xiàn)了下坡68°的要求，也保證模具運(yùn)動可靠。此項(xiàng)技術(shù)已申請專利（專利號：ZL 2011 2 0424781.9）。

如圖7所示，本加速下坡斜頂機(jī)構(gòu)組件的動作原理如下：

對于此套模具來說，模具頂出距離為190mm，已知斜頂桿角度a、斜導(dǎo)柱角度b及T型塊下坡角度c，推理斜頂最終下坡角度d，推理過程如下：

L2=190*tan b

L1=(190-H1)*tan a （1）

H1=(L1+L2）*tan c （2）

由（1），（2）組成的二元一次方程（只有H1,L1未知）可以求出：

H1=190*tan c*（tan a + tan b）/(1+tan a * tan c)

L1=190*tan a -190*tan a*tan c*(tan a + tan b)/(1+tan a * tan c)

→tan d =H1/L1

根據(jù)T型塊下坡角度25°、斜頂角度8°、斜導(dǎo)柱角度25°以及頂出距離190mm可倒推出斜頂下坡角度為68.8°，符合產(chǎn)品結(jié)構(gòu)要求。

3.4導(dǎo)向機(jī)構(gòu)

模具采用單分型結(jié)構(gòu)，為保證動模和定模板開合模時(shí)導(dǎo)向及定位，在模具操作側(cè)、非操作側(cè)和地側(cè)各設(shè)計(jì)一個(gè)方導(dǎo)柱導(dǎo)向。頂出板四個(gè)角設(shè)計(jì)有四個(gè)推板導(dǎo)柱參與導(dǎo)向。

3.5其它機(jī)構(gòu)

（1）推出機(jī)構(gòu)。本套模具除斜頂機(jī)構(gòu)參與頂出外，還設(shè)計(jì)有5個(gè)頂塊、16個(gè)頂桿及35個(gè)網(wǎng)孔處扁頂參與頂出。為防止網(wǎng)孔處扁頂太長影響強(qiáng)度，對網(wǎng)孔處單獨(dú)設(shè)計(jì)了二次頂出機(jī)構(gòu)（網(wǎng)孔處扁頂只參與頂出10mm）。

（2）復(fù)位機(jī)構(gòu)。模具頂出采用4個(gè)油缸頂出、復(fù)位。為了提高其工作的可靠性，在此套汽車門板射模上設(shè)計(jì)了由4根φ30的復(fù)位桿共同組成的復(fù)位機(jī)構(gòu)。

（3）冷卻與排氣。注射模中為使成型的塑件快速冷卻，減少變形，常通過冷卻系統(tǒng)控制模具的溫度。在此套汽車門板注射模中型芯和型腔膠位較大，冷卻系統(tǒng)前后模采用區(qū)域單獨(dú)冷卻（前后模膠位部分各分成4個(gè)區(qū)域，）、熱流道附近和前后模網(wǎng)孔鑲塊都單獨(dú)設(shè)計(jì)一組水路，便于單獨(dú)調(diào)節(jié)模具溫度。

模具分型面上周圈設(shè)計(jì)有排氣槽，產(chǎn)品內(nèi)部筋位深度超過10mm的筋位都設(shè)計(jì)鑲拼結(jié)構(gòu)，并在鑲塊上設(shè)計(jì)排氣槽；

4結(jié)束語

設(shè)計(jì)汽車門板注射模時(shí)，根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及技術(shù)要求，采用了非常規(guī)的模網(wǎng)孔二次頂出機(jī)構(gòu)、超大角度下坡斜頂機(jī)構(gòu)、經(jīng)過優(yōu)化的的澆口設(shè)計(jì)，使塑件成型質(zhì)量得到提高，同時(shí)解決了產(chǎn)品下角度下坡實(shí)現(xiàn)困難的問題，經(jīng)生產(chǎn)驗(yàn)證模具生產(chǎn)效率高，塑件質(zhì)量符合技術(shù)要求，現(xiàn)已投入大批量生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]青島海爾模具有限公司.注塑模具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S].endprint