汽車管路支架雙色模具設(shè)計(jì)及分析

薛長鳴

（上海亞大汽車塑料制品有限公司,上海 201708）

隨著社會經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，注塑工業(yè)在現(xiàn)代化社會中具有重要的地位。科學(xué)技術(shù)的不斷提高和發(fā)展，注塑模工業(yè)的發(fā)展也在不斷加強(qiáng)。目前我國大部分工業(yè)生產(chǎn)中大多數(shù)會用到注塑模，而且技術(shù)水平也在不斷提高和改進(jìn)，如有的電視機(jī)的外殼就采用的是注塑模。各行業(yè)的不斷推進(jìn)和發(fā)展，汽車輪胎制造方面的有了更高的要求，本文關(guān)于汽車管路支架安全制作方面進(jìn)行了探析。

1 汽車管路支架零件結(jié)構(gòu)分析

首先根據(jù)汽車管路支架存在的問題進(jìn)行分析之后，要在原來的基礎(chǔ)上在材料和結(jié)構(gòu)給予創(chuàng)新。管路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)材料應(yīng)該選用的是軟材料，外部結(jié)構(gòu)采用的是聚丙烯高分子材料。在開發(fā)新型的管路支架時要注意結(jié)構(gòu)應(yīng)該汽車在運(yùn)行過程中，不會出現(xiàn)脫落的現(xiàn)象，保證新的模具使用壽命在80萬次以上。同時關(guān)于注塑材料的具體情況還應(yīng)該合理計(jì)劃和分配，本文主要研究的是雙色模具，具體發(fā)熱設(shè)計(jì)和分析還需要進(jìn)一步的研究。

1.1 管路支架的模具整體結(jié)構(gòu)

在新的研究過程中藥充分考慮到內(nèi)襯材料的選擇，以及新的技術(shù)工藝和材料要求，在設(shè)計(jì)思路上要有新的突破，力求滿足雙色模具結(jié)構(gòu)創(chuàng)新發(fā)展要求。

管路支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，首先管路支架結(jié)構(gòu)的內(nèi)襯和外部的尼龍材料之間的結(jié)合要合理，主要目的是為了保證汽車管路支架內(nèi)襯材料的使用壽命，同時降低汽車在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的磨損程度。管路支架內(nèi)襯材料的選擇要合理，在實(shí)際研究過程中發(fā)現(xiàn)了一種熱塑彈性體材料，具有較好的性能，并且價格比較便宜是合適的選擇。熱塑彈性體材料中含有聚丙烯和三元乙丙橡膠，其中聚丙烯單獨(dú)使用其韌性比較差，而且會受到一些因素的限制等不良影響，因此聚丙烯和三元乙丙橡膠相混合就能明顯改變聚丙烯存在的不合理因素，提高了韌性。三元乙丙橡膠有較好的耐老化和耐介質(zhì)的性能，與聚丙烯相結(jié)合還具有很強(qiáng)的抗疲勞性，耐磨型和抗撕裂強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。因此汽車管路支架內(nèi)襯材料選擇這兩種材料性結(jié)合是理想中支架內(nèi)襯材料。

圖1

管路支架內(nèi)外層材料結(jié)合部形式設(shè)計(jì)如圖1所示（新型開發(fā)出的結(jié)構(gòu)形式）：

主要是為了保證聚丙烯和三元乙丙橡膠材料結(jié)構(gòu)與尼龍材料外部結(jié)構(gòu)結(jié)合更加緊密，確保質(zhì)量安全，因此需要改進(jìn)管路支架的外層結(jié)構(gòu)形式，進(jìn)一步提高兩種材料結(jié)合程度。

1.2 設(shè)計(jì)方案

首先在設(shè)計(jì)過程中要以質(zhì)量，生產(chǎn)那效率和模具成本等主要前提條件，然后進(jìn)一步確定雙色模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。型腔數(shù)以及材料確定要考慮的是管路支架結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)效率，在設(shè)計(jì)過程中模具有16個型腔，為了保證使用壽命，采用的是P20材料，電渣重融技術(shù)，使得生產(chǎn)出的模具具有較高的高溫強(qiáng)度和韌性以及抗回火軟化性能等的優(yōu)勢。流道設(shè)計(jì)要能夠保證一個制件的質(zhì)量，流道系統(tǒng)設(shè)計(jì)要合理，因此在注塑材料是采用的是CAE軟件。流道設(shè)計(jì)方案也能減少使用塑膠原料，流道的說轉(zhuǎn)向部位應(yīng)該增加流量調(diào)節(jié)閥，能夠控制流量和夜里大小，保證填充的有效性，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和合格率。冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)要根據(jù)模具的空間大小，靜模采用的是多層直通式水道冷卻，動模采用的是水道中加裝隔水板結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)冷卻效果。雙層頂出系統(tǒng)設(shè)計(jì)要能夠?qū)崿F(xiàn)自動化生產(chǎn)，支撐部件選用的是CI5080型號較合適。

2 雙色注塑機(jī)的選擇和澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

雙色注塑機(jī)注射模具設(shè)計(jì)與所使用的注射機(jī)密切相關(guān)，因此要求在選擇過程中注射功率，精度控制和液壓系統(tǒng)的反應(yīng)速度以及合模系統(tǒng)的剛度。注射機(jī)技術(shù)應(yīng)用規(guī)范校核包括最大的注射量，注射壓力和開模行程以及模具厚度尺寸。

澆注系統(tǒng)主要是將注塑機(jī)的熔融塑料輸送到奧各型腔中，因此系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中尺寸和形狀很重要。在主流道設(shè)計(jì)過程中澆口套選用的是優(yōu)質(zhì)的鋼材T10，如圖2所示：

分流道系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中為了減少摩擦損失，完成充填，能夠達(dá)到均勻快速的填充型腔。因此分流設(shè)計(jì)分流道系統(tǒng)的截面形狀和流道的尺寸大小等應(yīng)該符合其設(shè)計(jì)要求，避免在實(shí)際應(yīng)用過程中出現(xiàn)差錯，提高質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

澆口設(shè)計(jì)過程中重要的是澆口的截面尺寸，位置和種類的正確選擇與塑件的質(zhì)量有直接的俄關(guān)系。如下圖：

圖2

圖3 軟膠流道示意圖

圖4 硬膠流道示意圖

圖5 軟膠澆口

圖6硬膠澆口

圖7

圖8

3 成型的零部件設(shè)計(jì)

成型零部件是模具型腔的零件，其中型腔直接與高溫塑件相接觸，因此需要確定足夠的精度和表面粗糙度，保證塑件的外觀形狀。汽車管路支架雙色模具設(shè)計(jì)由16個型腔，型腔在具體的布局過程中一般是分為兩部分，左右各8腔，要求對稱。在注塑成型生產(chǎn)過程中對于熱塑性注塑成型制品收縮率往往會受到塑料品種和制品特性以及注塑工藝等的影響，塑料品種不用，其收縮率也會不同。如下圖動模模腔UG造型圖：

4 脫模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

注射件成型之后要能夠準(zhǔn)確無誤的從模具中脫出，雙色模具一般旋轉(zhuǎn)式雙色注塑機(jī)不能夠?qū)崿F(xiàn)完整的脫模。因此需要采用不同的動，定模結(jié)構(gòu)，并將其模型芯分為兩個部分，一邊能夠旋轉(zhuǎn)，一邊不能旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)完整脫模。根據(jù)上述的分析本文所研究的汽車管路支架雙色模具采用的是推桿脫模機(jī)構(gòu)，運(yùn)行過程比較平穩(wěn)，均勻。主要構(gòu)成零件有固定和定位以及導(dǎo)向，回程零件等組成。如下圖所示推桿脫模機(jī)構(gòu)：

冷卻系統(tǒng)一般是在型腔附近鉆冷卻水孔，在本文研究中管路支架雙色模具采用的是動，靜兩種不同的結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)模具的空間大小，靜模采用的是多層直通式水道冷卻，動模采用的是水道中加裝隔水板結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)冷卻效果。

為了管路支架內(nèi)外層材料能夠滿足新的結(jié)構(gòu)形式要求，因此需要在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)上進(jìn)行創(chuàng)新和改進(jìn)。傳統(tǒng)的雙色模具設(shè)計(jì)采用的是不同的定模，但是動模相同。管路支架的外層采用的是硬膠，內(nèi)層采用的是軟膠，因此在旋轉(zhuǎn)時注塑不能更好的完成。所以采用不同的動，定模結(jié)構(gòu)，并將其型芯分為兩個部分，進(jìn)行兩次開模，頂出和旋轉(zhuǎn)，使得工藝效果達(dá)到最佳狀態(tài)。頂出系統(tǒng)設(shè)計(jì)在第一注塑后不能頂出，第二次注射完之后利用頂針板帶動頂針，讓產(chǎn)品能夠完整的從模具中脫落出來。

結(jié)語

本文主要是針對汽車管路支架雙色模具設(shè)計(jì)和技術(shù)工藝，以及材料的選擇等方面進(jìn)行了探討。其中選擇聚丙烯和三元乙烯橡膠提高了質(zhì)量，降低了生產(chǎn)成本。而且動，靜模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，讓雙色模具結(jié)構(gòu)更具實(shí)際意義。

[1]彭波,廖敦明,錢高峰,范綏.基于 UG 的汽車管路檢具參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用[J].模具工業(yè)，2010（05）.

[2]于良耀,王會義,宋健,祁雪樂,孔磊.汽車防抱制動系統(tǒng)中液壓系統(tǒng)性能評價與試驗(yàn)[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2007（09）.

[3]趙柏萱,寧汝新,劉檢華.虛擬環(huán)境下的管路布局與裝配仿真系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)[J].北京理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2010（08）.

[4]李仲興,李美,郭繼偉,沈旭峰,周孔亢.帶附加氣室空氣彈簧性能試驗(yàn)系統(tǒng)的搭建與試驗(yàn)研究 [J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2012（04）.

[5]金智林,郭立書,施瑞康,趙又群,施正堂.汽車電控液壓制動系統(tǒng)動態(tài)性能分析及試驗(yàn)研究[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2012（12）.

[6]杜曉晨,陳嘉娟,牟向偉,劉宇.汽車液壓制動管路壓力波動效應(yīng)發(fā)生裝置的仿真研究 [J].黑龍江科技信息，2012（03）.