汽車大燈燈罩雙色注射模設(shè)計研究

摘 要：汽車大燈既具有照明功能，同時可以美化汽車外形。本文通過概述燈罩塑件的主要結(jié)構(gòu)和材料成型性質(zhì)，圍繞澆筑設(shè)計、動模定模設(shè)計、頂出結(jié)構(gòu)設(shè)計、模具操作四方面分析汽車大燈燈罩雙色注射模設(shè)計難點和關(guān)鍵點。借助多組分注射方式，優(yōu)化燈罩模具注射質(zhì)量，提升燈罩塑件的美觀性和實用性。

關(guān)鍵詞：汽車大燈;大燈燈罩;雙色注射模

0 前言

汽車工業(yè)已成為我國主要支柱產(chǎn)業(yè)，因此對照明系統(tǒng)的要求逐漸提升。在汽車燈具設(shè)計方面既需要滿足安全標(biāo)準(zhǔn)，還應(yīng)確保外形美觀，使乘客、駕駛員具有良好的體驗感，與空氣動力學(xué)要求相契合。因此，有必要深入分析汽車大燈燈罩的主要結(jié)構(gòu)和實際制作工藝，探究燈罩雙色注射模設(shè)計模式，提升駕駛安全性。

1 燈罩塑件結(jié)構(gòu)和工藝

1.1 塑件結(jié)構(gòu)

本課題探討的燈罩塑件尺寸為399×201×414mm，借助黑色和無色透明進(jìn)行雙色注射成型，先注射透明無色罩，再注射黑色罩。燈罩注射精度應(yīng)滿足SJ1372-78標(biāo)準(zhǔn)中的三級精度，而模具的精度滿足GB1800-79中的IT8級[1]。借助卡扣和卡腳的方式裝配燈殼與燈罩，并對卡腳和限位筋完成抽芯操作。此外，將燈罩底部的筋條制作為“翻邊”模式，實現(xiàn)筋條和膠槽的相互咬合。

1.2 材料成型性質(zhì)

由于PC數(shù)值屬于性質(zhì)優(yōu)良、實用性強(qiáng)的熱塑類塑料，其吸水率小、耐高溫、穩(wěn)定性強(qiáng)、抗沖擊性高、介電性能強(qiáng)，同時透明性良好，被廣泛應(yīng)用于汽車制造領(lǐng)域。一般PC數(shù)值的密度在1.18-1.20g/cm3范圍內(nèi)，該材料的韌性強(qiáng)、重量低、成型迅速，能夠節(jié)約成本，因此可以借助該材料代替玻璃制作燈罩。

2 雙色注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計分析

2.1 澆筑設(shè)計

汽車制造過程中對于燈罩的外表面光潔度、透光度、光滑度和圓潤度要求較高，不可在其表面出現(xiàn)澆筑的澆口印記，因此模具設(shè)計時可以利用邊緣進(jìn)膠的方式開展工作。在澆筑前應(yīng)結(jié)合塑件的進(jìn)料均勻度、表面要求進(jìn)行操作。本課題研究中應(yīng)先注射透明的無色燈罩，選擇“扇形”的側(cè)澆口完成進(jìn)料操作，從而避免燈罩制作時表面出現(xiàn)料痕、澆口出霧的問題。同時，在澆筑透明燈罩后注射黑色罩，借助潛伏式進(jìn)料方式實現(xiàn)兩端澆筑，進(jìn)而在黑色罩的內(nèi)部狹長位置達(dá)到填充平衡。利用黑色罩包裹原有的扇形澆口位置，該部分潛伏澆口直徑為2.5mm，由于孔洞痕跡較小，因此不會對燈罩的美觀度造成影響。此外，在燈罩注射成型后，多余結(jié)構(gòu)會在頂出操作中自動斷裂，適用于自動化、機(jī)械化生產(chǎn)方式，提升其注射成型質(zhì)量和效率。

2.2 動模、定模設(shè)計

2.2.1 動模設(shè)計

在第一次注射后，需要結(jié)合塑件的具體形狀和結(jié)構(gòu)，確保透明燈罩處于型腔位置，該部分屬于模具動模端，和雙色注塑設(shè)備中的旋轉(zhuǎn)臺相連。由于燈罩的側(cè)面具有定位柱、翻邊等結(jié)構(gòu)，因此應(yīng)優(yōu)化抽芯結(jié)構(gòu)。借助全新的“彈開滑塊”進(jìn)行抽芯，具體結(jié)構(gòu)包含擋塊、油缸、動模滑塊、輔助拉鉤等部分。燈罩塑件的側(cè)面部分十分復(fù)雜，不過定位柱和筋條抽芯方向相同，因此可以在動模滑塊位置展開抽芯工作。其中，動模滑塊的尺寸較大，若想提升系統(tǒng)穩(wěn)定性，應(yīng)安裝彈簧，確保彈簧孔軸線與斜導(dǎo)柱軸線具有相同方向[2]。

在開模階段后，由于彈力作用動模滑塊會按照彈簧軸線方向進(jìn)行運動，直到觸碰限位塊后停止。同時，定位樁和側(cè)面筋條脫離滑塊，當(dāng)開模時彈簧可能無法立即彈出，導(dǎo)致燈罩塑件被拉傷，因此建議在定模上方增加拉鉤，為后續(xù)抽芯工作提供幫助。由于注射過程中先注射透明燈罩，在此階段中動模滑塊先留在型腔中，借助彈簧墊片降低燈罩型芯內(nèi)的抱緊力，使得燈罩快速脫模，避免燈罩拉傷問題。

2.2.2 定模設(shè)計

雙色燈罩抽芯一般借助倒裝方式進(jìn)行，定模系統(tǒng)內(nèi)包含導(dǎo)向、澆筑、成型、頂出、調(diào)溫等結(jié)構(gòu)，其中成型模塊是模具設(shè)計的關(guān)鍵和難點。在注射黑色燈罩時，在其卡腳位置抽芯結(jié)構(gòu)較多。在底部的翻邊筋條模具中也包含抽芯結(jié)構(gòu)，抽芯主要依靠斜導(dǎo)柱提供動力，其中包含開關(guān)、限位塊、彈簧、斜導(dǎo)柱孔、內(nèi)抽滑塊。在二次開模時，斜導(dǎo)柱促使滑塊移動，其脫模后再借助彈簧、限位塊固定滑塊，將翻邊筋條抽離，完成抽芯。該過程中為了確保滑塊運動平穩(wěn)性，建議在固定塊位置增加耐磨板，材料選擇Cr12，經(jīng)過熱處理后硬度控制在50-52HRC。此外，若在滑塊移動過程中出現(xiàn)故障，開關(guān)可以及時向注塑設(shè)備發(fā)出警報信息，禁止設(shè)備合模操作。

2.3 頂出結(jié)構(gòu)設(shè)計

注射模的頂出模塊具有可靠性強(qiáng)的優(yōu)勢，可以提升結(jié)構(gòu)的剛度和精確度，適用于大型和中型模具。本課題中主要探討倒裝結(jié)構(gòu)，在定模位置增加頂出模塊。由于燈罩模具的尺寸較大，重量超過6t，因此需要借助雙色注塑機(jī)完成注射。頂出結(jié)構(gòu)注意事項如下：在定模半成品位置增加彈簧墊片，降低包緊力，使頂塊能夠順利頂出，將燈罩推到型腔位置。

2.4 模具操作過程

在對模具進(jìn)行合模時，注射無色燈罩需要將PC材料從扇形側(cè)澆口灌入，將燈罩留置在型腔中。同時，借助彈簧和拉鉤完成模具開模，使滑塊沿著軸線方向運動20mm。利用倒裝模具結(jié)構(gòu)，將動模旋轉(zhuǎn)180°再進(jìn)行合模。注射黑色燈罩時，卡腳抽芯多，需要通過斜導(dǎo)柱推動滑塊完成抽芯操作。此外，汽車雙色大燈燈罩一般通過手動、機(jī)械的方式實現(xiàn)自動取件，當(dāng)取下塑件后，借助復(fù)位油缸完成復(fù)位，使用注塑機(jī)推動模具進(jìn)行合模，再利用斜導(dǎo)柱將內(nèi)抽滑塊和定模滑塊復(fù)位。

3 結(jié)論

綜上所述，在設(shè)計汽車大燈燈罩雙色注射模結(jié)構(gòu)時，需要結(jié)合材料特點、塑件結(jié)構(gòu)，優(yōu)化側(cè)面抽芯、模具型芯等部分，提高模具修配和加工速度。創(chuàng)新雙色注射模具加工設(shè)計思路，提升塑件制作的精確度和質(zhì)量，突出結(jié)構(gòu)可靠性和平穩(wěn)性，保證其表面光潔，避免變形、縮印等問題，為模具的制造設(shè)計提供新思路。

參考文獻(xiàn)：

[1]盧建生，鄔新橋，陳栗.汽車大燈燈罩雙色注射模設(shè)計[J].模具制造，2019，19（04）：56-60.

[2]許志揚(yáng)，李念.淺談汽車燈具設(shè)計[J].時代汽車，2020（01）：63-64.

作者簡介：臧允舒（1989-），男，黑龍江鶴崗人，本科，助理工程師，研究方向：機(jī)械設(shè)計制造及其自動化。