作者:苏瞧忠,王得胜,张清森,何治权 (湖南省平江县职业技术学校、浙江省宁波富诚模塑有限公司) 随着人们生活水平日益提高,对汽车性能的要求也越来越高,汽车不仅要具有良好的使用性能,还要具有良好的外形轮廓和舒适美观的饰件。汽车的饰件主要由塑件构成,因此注射模的质量是影响汽车饰件的重要因素,研究汽车饰件的模具设计具有重要的意义。 以下根据某汽车前风挡下装饰板的特点,设计其注射模。 1 塑件成型工艺分析 图1为某汽车前风挡下装饰板外观,塑件外形尺寸为1431mm×414mm×145mm,壁厚均匀,厚度为2.7mm,材料为PP-T20,收缩率为1.1%。塑件要求外观平整光滑,无气孔、欠注射、飞边、熔接痕等缺陷,能通过力学检测。 图1 前风挡下装饰板外观 a.漏水格栅 b.雨刮器避空孔 c.安装卡钩 d.密封条安装孔 e.加强筋 2 模具结构设计 模具采用1模1腔结构。分型面选择时需考虑:图1所示漏水格栅等网格全部以塑件背面为基准减料,斜度为10°,且在定模成型;雨刮器避空孔按塑件脱模方向从塑件中间分型(一半留在动模,一半留在定模),动、定模相连接处单边斜度10°配模。塑件主分型面设计如图2所示。 图2 塑件主分型面设计 综合考虑塑件结构和Moldflow模拟分析结果,最佳进料位置为塑件在装车位置靠发动机侧,采用4个进料口的热流道系统侧浇口进料。充填时间、熔体流动前沿温度、速度与压力切换时的压力、熔接痕、气穴、注射压力等Moldflow分析结果如图3所示。通过模拟分析,获得最佳注射成型工艺参数:注射压力60MPa,注射时间6.5s,保压时间10s。 (a)充填时间 (b)熔体流动前沿温度 (c)速度与压力切换时的压力 (d)熔接痕 (e)气穴 (f)注射压力 图3 Moldflow 分析结果 型芯及型腔板结构设计型芯及型腔板结构如图4所示。 (a)型芯 (b)型腔板 图4 型芯及型腔板结构 型芯是成型塑件内表面的零件,由于塑件材料为PP-T20,型芯选用力学性能较好的718钢。综合考虑型芯整体尺寸较大、方便加工等因素,型芯采用2块相拼结构,四周与定模板单边3°斜面定位,以保证在成型过程中塑件分型面处无明显接缝。塑件外形尺寸较大,成型周期长,需充分冷却,在型芯上的冷却水道按靠近塑件15~20mm、间隔40~70mm、直径为ϕ12mm均匀分布,如图4(a)所示。 型腔板是成型塑件外观面的零件,选用加工性能优良的2738预硬模具钢。塑件形状为左右两侧高、中间低(见图1),其中最低点与最高点相差154mm,分型面不在同一平面上,起伏较大,因此型腔板采用整体式结构。在型腔板分型面四周设计高20mm、宽70mm的台阶,该台阶靠塑件内侧面与动模板单边10°斜度定位,以防止成型时因注射压力过大,定模板变形。为使塑件充分冷却,在型腔板上的冷却水道按靠近塑件约15mm、间隔50mm、直径为ϕ12mm均匀分布。 成型塑件卡钩处滑块设计塑件下端背面共有8处安装卡钩,模具结构采用滑块侧抽芯设计,滑块导滑面沿卡钩脱模方向与主分型面成12°夹角设计,用斜导柱及弹簧驱动滑块向后移动。成型塑件卡钩处的滑块结构如图5所示。 图5成型塑件卡钩处的滑块结构 成型密封条安装孔滑块设计塑件两端各有一处直径为ϕ13mm的密封条安装孔,分别位于模具的上、下两侧,与模具主分型面成16.9°夹角。模具结构同样采用滑块侧向抽芯设计,滑块导滑面沿密封条安装孔的脱模方向与主分型面成17°夹角设计,用斜导柱及弹簧驱动滑块向后移动,滑块后面用螺钉限位以防止脱落。成型密封条安装孔处的滑块结构如图6所示。 图6 成型密封条安装孔处的滑块结构 其他结构设计塑件装配位置在靠发动机侧,有一条高22.5mm、长1371mm、厚2.4mm的加强筋(见图1),在征得客户同意后,以加强筋底部为基准,向塑件脱模方向单边减料0.3mm。为防止开模时塑件黏定模,在定模上均布设计4个定模弹块,定模弹块结构如图7所示。 图7 定模弹块结构 3 模具工作过程 模具采用两板式结构,结构如图8所示。模具工作过程为:开模时,模具首先从动、定模分型面分开,滑块在斜导柱作用下沿导滑面脱离塑件,定模弹块在弹簧的作用下使塑件留在动模,注塑机顶杆推动复位连接块21带动推出机构将塑件从动模推出;合模时,注塑机顶杆推动复位连接块21先复位,滑块在斜导柱作用下复位,定模弹块通过分型面复位,动模运动直至分型面锁紧,进入下一注射成型周期。 图8模具结构前风挡下 1.动模座板 2.限位钉 3.推板 4.推杆固定板 5.垫块 6.动模板 7.复位杆 8.拉料杆 9.楔紧块 10.等高块 11.型芯 12.定模 板13.热喷嘴 14.定模座板 15.热流道板 16.定位圈 17.导柱 18.推杆 19.推板导柱 20.限位块 21.复位连接块 |
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