汽車高光立柱模內熱切澆口凝料注射模設計

2023-06-25 12:46:14陳垚，梁思

模具工業 2023年5期

陳垚，梁思

（廣東東亞電器有限公司，廣東佛山 528306）

0 引言

模具質量及生產效率是影響成型塑件的品質、產量及制造成本的直接因素，塑件的快速更新換代對模具設計水平提出了更高的要求，設計的模具滿足大批量生產成為焦點。現以材料為PMMA 的汽車高光立柱進行模內熱切成型，以降低制造成本及提高生產效率。

1 高光立柱結構分析

1.1 塑件結構特點

汽車高光立柱外形尺寸為353 mm×85 mm×23 mm，基本壁厚為3 mm，塑件結構如圖1 所示。塑件材料為PMMA，外觀要求較高，成型后塑件表面不允許有熔接痕、流痕、收縮痕，飛邊等缺陷，表面光澤度要達到鏡面效果。客戶指定了待成型塑件進澆口位置，如圖2所示，從側邊搭底進澆。從成型塑件外觀可知，對成型質量、后期注射生產效率、剪切澆口凝料、模具制造成本等有較高的要求。

圖1 汽車高光立柱

圖2 澆口位置

1.2 模具設計重點

高光立柱為PMMA 外觀件，表面要求高光，其特性為高透光、質較脆，受其指定進澆口限制，處理澆口凝料容易爆裂。通過澆注系統設計剪切完澆口凝料后，達到不影響成型塑件的外觀目的，且為了提高生產效率，減少人工剪切澆口凝料的不良率，決定在進澆口處運用模內熱切技術。

1.3 塑件材料

塑件材料選擇PMMA 是因為其特點為透光性好、高光性好、不易感光變色，機械強度較高,有一定的耐熱、耐寒和耐氣候性，耐腐蝕、絕緣性良好，但質脆，易溶于有機溶劑，如作透光材料，其表面硬度低，容易擦傷、劃傷。成型的塑件缺口處抗沖擊強度低，易因應力產生而開裂。

2 模具設計方案

2.1 澆注系統

模具采用熱流道澆注系統，1 個針閥式熱噴嘴由電磁閥控制進澆，熔體依次通過搭底進澆口進入型腔，采用運熱水方式控制模具溫度，型腔全周采用分型面排氣，動模增加排氣鑲件，待成型塑件有3個倒扣，采用斜推桿加推塊抽芯結構脫模，模具采用1模2腔布局。

模具澆注系統采用單嘴針閥式熱噴嘴轉普通流道進澆，如圖3 所示，其中熱噴嘴采用單獨澆口套，有效控制熱流道系統對模具溫度的影響。考慮PMMA材料質脆，容易開裂，在滿足熔體填充型腔情況下，將搭底進澆口高度設為0.8 mm，如圖4 所示。注射時，模具合模，模內熱切合模狀態如圖5 所示，并啟動圖6所示的開關控制器6，注塑機按照設定條件進行注射及保壓，保壓結束后，通過液壓機從模內熱切進油嘴7 進油，驅動高壓液壓缸5 帶動模內切刀2往上切0.8 mm，使澆口凝料與成型塑件分離，澆口截面定型后，模內切刀2 啟動回退。塑件冷卻后開模，推出成型塑件，完成一個成型周期，后期不需要人工剪切澆口凝料工作，提高了生產效率。

圖3 澆注系統

圖4 澆口高度

圖5 模內熱切合模狀態

圖6 熱流道系統

2.2 模具溫度控制系統

PMMA 材料要求模具溫度為60～80 ℃，在注射成型過程中，模具中的熔體將熱量不斷地傳遞到型腔壁，使模具溫度升高。模具溫度高有利于熔體快速填充型腔，模具溫度低則熔體流動性差，會造成成型塑件尺寸穩定性差、型腔填充不滿、成型塑件開裂等問題，因此需設定良好的模具溫度控制系統，以保證模具溫度的穩定性。定模部分加設隔熱板輔助控制模具溫度，熱噴嘴處單獨設置冷卻水路，有利于熱噴嘴區域散熱，導套附近加設單獨的冷卻水路，防止導柱擦傷，其余均為熱水水路，控制模具溫度的冷卻系統如圖7、圖8所示。

圖7 定模冷卻水路

圖8 動模冷卻水路

2.3 排氣系統

注射成型過程中，型腔內會產生氣體，這些氣體需要排出，以避免成型塑件產生外觀不良或成型周期延長的問題。模具定模鑲件設置全周排氣結構，動模推塊、鑲件、斜推塊均加工排氣槽并增加透氣鋼鑲件，如圖9、圖10所示。

圖9 定模排氣

圖10 動模排氣

2.4 推出系統

推出系統如圖11所示，塑件上有半圈裝配用加強筋，高度為2 mm，在加強筋上均勻布置推塊1，這樣既方便成型塑件的脫模，又可以改善排氣。斜推塊3 作為模具的主要側向抽芯零件，根據塑件3 個倒扣脫模方向及脫模距離，設置斜推桿4傾斜角9°，斜推座6 內部滑動塊往下傾斜角5.5°，推出行程設為100 mm，抽芯倒扣脫模距離為15.8 mm，完成斜推側向脫模運動，其中推塊1 與斜推塊3 同時推出，可防止成型塑件加強筋位粘附在斜推塊3 上，使塑件能順利脫模推出。