汽車儀表外殼注塑工藝及模具設計

李明瑞

摘要：隨著汽車工業的發展，國內外高端技術競爭日趨激烈，這對我國汽車注塑模具有了更高的要求?；诖?，本文分析了汽車儀表外殼注塑工藝以及模具設計，以期參考。

關鍵詞：汽車儀表;外殼注塑工藝;模具設計

1.注塑成型工藝

1.1填充階段

在產品注塑成型過程中，第一步即為填充階段。理想情況下，當充填用時越短，成型效率越高，生產效率越快，但實際生產過程中，很多不確定的因素會對注射速度和產品成型有影響。在注塑填充時，注塑螺桿向前推動，會受到塑膠材料、澆口系統、模具型腔和料筒等處的阻力，因此需要施加足夠的壓力才能保證塑件成型，這種壓力稱為注射壓力（填充壓力）。在注射過程中，注射壓力對材料的流動性能和型腔的充填有很大影響，因此對最終產品精度也有直接影響。在注射填充階段，一般注射機床可以設置一級、二級等分段壓力，有時也無需使用階段壓力。

1.2保壓階段

在用熔融材料填充模腔直到填充完成的過程中，需要螺桿在熔融材料上保持一定的壓力，以防止模具中的材料回退，這一過程稱為保壓階段，所施加的壓力稱為保壓壓力。在保壓階段，由于模腔已充滿熔體，因此注塑機的螺桿向前移動距離較短。此時的熔體流動也非常緩慢，并且流動不再起主導作用，保壓壓力對此階段有主要影響，是影響產品成型的主要因素。當保壓壓力過高、保壓時間過長時，會造成后期產品脫模困難以及脫模后產品產生龜裂等影響;保壓壓力過低時，進料效果小，并且產品易于產生真空氣泡或表面收縮。因此設置合適的保壓壓力和保壓時間十分重要。

1.3冷卻階段

在產品注塑成型過程結束后，只有通過冷卻，使產品凝固到一定程度，產品才能順利脫模。因此，在模具設計過程中，冷卻系統的設計十分重要。在模具注塑成型過程中，一個好的冷卻系統不僅可以帶走大部分的熱量，并可以縮短產品成型時間，從而提高生產效率。注射模具的冷卻系統需要均勻的冷卻效果，設計者要根據實際塑件的壁厚、體積和模胚來決定冷卻孔的位置以及管道數量，冷卻水路離型芯和型腔越近，管徑越大，數量越多，產品的冷卻效果越好，冷卻時間也越短;同時，冷卻時間也與冷卻管道直徑、冷卻液性質和模具溫度等因素有關。

1.4脫模階段

模具脫模是注塑過程的最后階段。脫模機構設計的是否合理將決定最后產品的質量。當模具開模后，要求注塑件留在注塑模具的動模上，利用脫模機構頂出產品，因此要求脫模機構設計對于產品受力均勻，否則很容易引起產品變形和變白的缺陷。注塑生產中，脫模容易產生粘模及脫模不良的現象，產生原因有一般有以下幾種：

①模具型腔表面粗糙度過大或內部表面有缺陷，因此塑件容易粘在模具上，需要重新拋光等處理;②頂桿機構設計不合理時，頂出產品的行程不夠或受力不均勻，導致無法順利脫模;③注塑產品工藝設置不合理時，例如注射壓力過大時，也容易造成塑件難以脫模，需要降低壓力或調整模溫來改善脫模。

2.模具設計

2.1產品分析

在注塑模具設計之前，能確保產品質量和精度符合訂單客戶要求的前提下，模具的設計要盡可能簡單，從而降低生產成本和加工難度。在模具設計過程中，設計人員要以客戶提供的模具設計訂單標準為規范進行設計，這也是模具審核的依據。

2.2模仁的設計

在注塑模具中，塑件成型的核心部件是模仁，分為前模仁和后模仁，其結構一般十分復雜，加工工藝要求高，加工難度大，造價高。在注塑過程中，通過澆口將塑料熔體連續填充到型腔內，因此模仁所采用的鋼材要具有耐高溫、硬度高、表面粗糙度高等特點。

2.3側抽芯機構及鑲件的設計

當產品結構具有側面不平整結構或與開模方向不一致的孔時，并且孔或側面結構復雜，必須將孔或側面凹凸模具結構設計成可以實現抽出和復位的機構形式，這種結構叫側抽芯結構。

2.3.1滑塊設計

本產品設計采用組合式滑塊?；瑝K的設計主要有以下要求：

（1）在每次開、閉合模具過程中，滑塊與抽芯機構做往復運動，因此需要在它們之間加裝耐磨塊，提高模具壽命;

（2）為保證滑塊抽芯動作平穩、準確，需要在定（動）模板上設計耐磨塊和導滑槽，滑塊與導滑槽之間采用小間隙配合，為使滑塊不發生傾斜，導滑槽長度一般大于滑塊寬度的 2/3;

（3）在開模抽芯之后，應確?；瑝K保持在一定位置，因此需要設計滑塊限位裝置，其設計較為靈活，可根據模具結構要求來設計。

2.3.2鑲件設計

對于一些產品中具有深而窄的加強筋或其他復雜結構時，這些結構在成型時容易造成燒焦、接痕等缺陷，而且模具設計會較為復雜，不易維修。這些結構可以設計鑲件來便于注塑成型，同時鑲件的設計對于注塑時可用來排氣。

3.注塑模具設計趨勢

隨著科學技術的迅猛發展和計算機技術的成熟，我國各模具企業已逐步采用注塑CAD/CAE 技術輔助模具設計和生產。通過模具 CAD 技術來針對不同產品進行模具設計，降低制造成本，縮短新模開發周期;依據 CAE 數值模擬結果及時改進模具設計，從而保證模具結構的可靠性，提高塑件成型質量，減少了鉗工修模比例過高的問題。對于注塑件，翹曲變形是塑料制品常見的缺陷之一，是指注塑制品的形狀偏離了模具型腔的形狀。不同材料、不同形狀的注塑件的翹曲變形規律差異較大，當產品翹曲量超過允許誤差后，就成為產品缺陷，影響產品裝配。隨著塑料工業的發展，人們對塑料制品的外觀和使用性能要求越來越高，翹曲變形也成為國內外模具產品評定質量的重要指標之一，模具設計師也更加注重在設計階段預測注塑產品可能產品的翹曲原因，以便對模具進行優化設計。

結語

模具被稱為―工業之母，是輔助金屬或非金屬材料成型的一種專用工具。中國模具工業快速發展，從引入模具行業至今，經過 40 多年的發展已有了極大的提升，模具產業也逐漸向高水平發展。我國模具產業最大客戶之一是汽車行業，汽車產業的飛速發展，推動了模具技術向世界前列邁進。

參考文獻

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