汽車內(nèi)飾件注射模設(shè)計(jì)

羅 惠，羅 萍

（廣東省技師學(xué)院，廣東 惠州 516100）

0 引 言

汽車內(nèi)飾件注射生產(chǎn)中，其成型模具設(shè)計(jì)的難點(diǎn)：①塑件有較高的外觀要求，一般不允許有明顯的澆注痕、熔接痕、分型線及黑點(diǎn)、斑紋等缺陷；②形狀不規(guī)則，有分型面及復(fù)雜側(cè)抽芯脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求；③塑件內(nèi)壁有較多及復(fù)雜的安裝結(jié)構(gòu)特征，如卡扣、倒扣、螺釘柱、避讓凹槽等，需要相應(yīng)形狀和結(jié)構(gòu)都較為特殊的斜頂塊、推管等機(jī)構(gòu)；④塑件內(nèi)壁上加強(qiáng)筋較多且壁薄，對(duì)應(yīng)的型腔充填時(shí)熔料難以充滿，模具零件上狹窄筋槽處難以加工，須設(shè)計(jì)較多的組合結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[1-5]。現(xiàn)結(jié)合某汽車內(nèi)飾扣板的注射成型，設(shè)計(jì)了1副三板注射模，采用點(diǎn)澆口+側(cè)澆口兩端進(jìn)料，使用延時(shí)滑塊機(jī)構(gòu)針對(duì)待成型塑件的一個(gè)側(cè)壁進(jìn)行側(cè)抽芯脫模及4種推出元件實(shí)現(xiàn)塑件的推出。

1 塑件結(jié)構(gòu)及成型分析

塑件為某SUV汽車尾端行李箱的側(cè)蓋板，側(cè)蓋板為自彈性扣件，用于封堵汽車尾燈的電控元器組合盒柜。塑件外形尺寸為350 mm×119 mm×20 mm，前端中央部位為波紋彈性卡扣，后端為安裝插槽，兩側(cè)為弧形盒蓋。塑件平均壁厚為2.6 mm，最大壁厚為3 mm，最小壁厚為1 mm。待成型塑件上影響模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特征有：T1～T6特征及眾多的壁厚為1 mm的加強(qiáng)筋特征，其中T1為加強(qiáng)筋上直徑φ5 mm的側(cè)孔，T2為內(nèi)壁上的圓錐孔，T3為斜側(cè)面孔，T4為斜側(cè)面槽，T5為側(cè)面倒扣，T6為加強(qiáng)筋上的側(cè)孔。塑件材料使用玻纖改性塑料，改性成分為30%GF+PP。

成型塑件的模具設(shè)計(jì)方案主要從以下幾個(gè)方面考慮[6-8]。

（1）塑件長(zhǎng)寬為350 mm×119 mm，澆口無論是設(shè)置在待成型塑件中央還是側(cè)邊，型腔都不能均衡充填，在待成型塑件的上表面開設(shè)單點(diǎn)或多點(diǎn)點(diǎn)澆口也不適合，點(diǎn)澆口會(huì)留下澆口痕，影響成型塑件外觀；如在待成型塑件前后側(cè)面開設(shè)側(cè)澆口，也不適合，結(jié)合前后側(cè)面的特征分析可知，兩側(cè)面需要設(shè)置滑塊側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，較優(yōu)的澆注方式是在左右側(cè)端面都開設(shè)側(cè)澆口。

圖1 側(cè)蓋板

（2）T1、T2、T6、T7特征需要設(shè)置斜頂塊進(jìn)行側(cè)抽芯脫模。

（3）T5特征為側(cè)面倒扣，需要設(shè)置1個(gè)側(cè)滑塊機(jī)構(gòu)抽芯脫模。

（4）T3、T4集中在上端斜側(cè)壁上，該側(cè)壁需要采用斜滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)側(cè)抽芯脫模，且T3、T4特征只能分步脫模，需要設(shè)置1個(gè)延時(shí)分步抽芯滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行側(cè)抽芯脫模。

（5）塑件內(nèi)壁上加強(qiáng)筋較多，成型其模具零件若采用整體式鑲件，加強(qiáng)筋的成型槽位只能采用電火花加工，這樣會(huì)增加模具零件的加工難度和制造成本，較優(yōu)的方法是采用多個(gè)鑲件組合為型芯。

2 模具零件布局

塑件外形尺寸較大，模具采用1模1腔布局，如圖2所示，剖視結(jié)構(gòu)如圖3所示。圖2中Q1～Q8為型芯鑲件；R1、R2為側(cè)澆口流道；R3為點(diǎn)澆口水平流道；C1～C16為冷卻水路；G1、G2為側(cè)澆口；RP為復(fù)位桿；GP為導(dǎo)柱；E1為圓推桿；E2為方推桿；X1～X3為斜頂機(jī)構(gòu)；S1、S2為滑塊機(jī)構(gòu)；L1、L2為拉桿；P1為拉模扣。型腔板采用鑲拼式[9,10]，型腔通過G1、G2兩個(gè)側(cè)澆口進(jìn)澆，G1、G2澆口由R1、R2兩個(gè)流道供料。

圖2 模具零件布局

為便于注塑機(jī)噴嘴為G1、G2側(cè)澆口供料，模具的澆注系統(tǒng)采用三板式點(diǎn)澆口+兩板式側(cè)澆口相結(jié)合的方式，即注塑機(jī)噴嘴為三板模水平流道R3供料，R3流道再向兩端的垂直流道供料，兩端的垂直流道再通過各自的點(diǎn)澆口向R1、R2流道的主澆道供料，這樣便于G1、G2側(cè)澆口位置的選擇和開設(shè)，G1、G2開設(shè)在型芯上。

模具采用三板模結(jié)構(gòu)，經(jīng)三次分型打開。模架為簡(jiǎn)化型三板模架，其導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由4根模架導(dǎo)柱GP構(gòu)成，模架打開機(jī)構(gòu)包括4根長(zhǎng)拉桿L2，4根短拉桿L1及4個(gè)拉模扣P1。

模具的冷卻水路設(shè)置：型腔板鑲件2條（C1、C2），滑塊S22條（C3、C4），滑塊S14條（C5～C8），型芯鑲件8條（C9～C16）。

成型塑件的脫模機(jī)構(gòu)包括：X1～X3斜頂機(jī)構(gòu)，S1、S2滑塊機(jī)構(gòu)，其中S1為延時(shí)斜滑塊機(jī)構(gòu)，S2為平滑塊機(jī)構(gòu)，18根圓推桿E1，16根方推桿E2。點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)流道凝料由三板模脫料板自動(dòng)脫模，兩板式側(cè)澆口澆注系統(tǒng)流道凝料由拉料桿拉出脫模。

3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

模具結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 模具結(jié)構(gòu)

（1）S1延時(shí)滑塊機(jī)構(gòu)用于T3、T4特征的成型與脫模，機(jī)構(gòu)組成包括件4～件11，機(jī)構(gòu)為斜導(dǎo)柱驅(qū)動(dòng)斜滑塊機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)中S1滑塊5用于T3、T4特征所在側(cè)面的成型，其中S1型芯7用于T3孔的成型，為保證待成型塑件整個(gè)側(cè)面避免在S1滑塊5側(cè)抽芯時(shí)不被拉傷，T3、T4特征的抽芯脫模分兩次進(jìn)行。機(jī)構(gòu)的工作原理為：當(dāng)模具打開時(shí)，S1楔緊塊6解除對(duì)S1滑塊5的鎖緊，同時(shí)也解除對(duì)S1型芯7的鎖緊，S1型芯7在S1彈簧8的驅(qū)動(dòng)下向外抽芯，此時(shí)S1斜導(dǎo)柱4沒有接觸S1滑塊5的斜導(dǎo)柱孔，中間還有一段延時(shí)距離，因此能保證S1型芯7先與成型塑件分離，而S1滑塊5的前端與成型塑件還處于粘結(jié)狀態(tài)，T3特征先脫模。隨著模具的進(jìn)一步打開，S1斜導(dǎo)柱4接觸到S1滑塊5的斜導(dǎo)柱孔，驅(qū)動(dòng)S1滑塊5完成抽芯。復(fù)位閉合時(shí)，S1滑塊5先復(fù)位，S1型芯7后復(fù)位。

（2）S2滑塊機(jī)構(gòu)為常用斜導(dǎo)柱滑塊側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)組件包括件17～件21。

（3）針對(duì)待成型塑件上的螺釘柱，使用推管22推出脫模。

（4）為保證成型塑件能均衡推出，設(shè)置了多根圓推桿23。

（5）R4為點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)的垂直流道，R5為側(cè)澆口澆注系統(tǒng)的主澆道。兩者的分離在R4流道末端的點(diǎn)澆口處斷開，側(cè)澆口澆注系統(tǒng)凝料的脫模由拉料桿28拉出。

（6）模具使用了3個(gè)斜頂機(jī)構(gòu)用于成型塑件側(cè)孔特征，包括X2斜頂機(jī)構(gòu)25、X1斜頂機(jī)構(gòu)39、X3斜頂機(jī)構(gòu)40。

4 模具工作原理

模具工作原理同普通簡(jiǎn)化型三板模相同，具體工作過程如下。

（1）合模注射。模具安裝于注塑機(jī)上，注塑機(jī)對(duì)其型腔進(jìn)行注射，型腔經(jīng)充填、保壓、冷卻后，等待開模。

（2）PL1打開。動(dòng)模在注塑機(jī)滑塊的驅(qū)動(dòng)下首先在PL1處打開，R4流道凝料和R5流道凝料在點(diǎn)澆口處分離。

（3）PL2打開。動(dòng)模繼續(xù)后退，PL2處打開，點(diǎn)澆口流道凝料被脫料板2從模具中推出。

（4）PL3打開。動(dòng)模繼續(xù)后退，PL3處打開，S1滑塊機(jī)構(gòu)、S2滑塊機(jī)構(gòu)完成側(cè)抽芯脫模，塑件留于型芯上。

（5）成型塑件推出。隨著動(dòng)模的繼續(xù)后退，注塑機(jī)頂桿頂住推板15，使推板15推動(dòng)推桿固定板14上的推出機(jī)構(gòu)將塑件及流道凝料從型芯上推出，實(shí)現(xiàn)塑件及流道凝料的脫模。

（6）復(fù)位。復(fù)位過程與開模過程相反。

5 結(jié)束語

針對(duì)汽車內(nèi)飾件的注射成型，設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)化型三板模用于其自動(dòng)化注射生產(chǎn)，模具經(jīng)生產(chǎn)驗(yàn)證：成型的塑件達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，對(duì)同類塑件的成型具有一定的參考作用。