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        內(nèi)分型汽車(chē)門(mén)板注射模設(shè)計(jì)

        2015-10-13 21:10:19鄭建偉
        山東工業(yè)技術(shù) 2015年20期

        鄭建偉

        摘要:汽車(chē)門(mén)板(注塑件)是指用于車(chē)體前(后)左右門(mén)的內(nèi)飾件;隨著人們對(duì)現(xiàn)代汽車(chē)的要求越來(lái)越高,對(duì)觸手可及的汽車(chē)門(mén)板,其手感、皮紋效果、色澤、搭配等需求也越來(lái)越高,其檔次高低也成為衡量一個(gè)車(chē)型檔次高低的重要參照。

        關(guān)鍵詞:內(nèi)分型;汽車(chē)門(mén)板;注射模設(shè)計(jì)

        1引言

        汽車(chē)門(mén)板(注塑件)是指用于車(chē)體前(后)左右門(mén)的內(nèi)飾件;隨著人們對(duì)現(xiàn)代汽車(chē)的要求越來(lái)越高,對(duì)觸手可及的汽車(chē)門(mén)板,其手感、皮紋效果、色澤、搭配等需求也越來(lái)越高,其檔次高低也成為衡量一個(gè)車(chē)型檔次高低的重要參照。

        2成型工藝分析

        此汽車(chē)門(mén)板(注塑件)的材質(zhì)為PP-MD20,產(chǎn)品尺寸為:860*620*115,制品平均壁厚為3.0mm,收縮率為1.1%。產(chǎn)品為外觀件,外觀面做蝕紋效果;由于產(chǎn)品外觀面不能放澆口,需要采用后模進(jìn)膠,還要能實(shí)現(xiàn)機(jī)械手取件及通過(guò)一鍵操作生產(chǎn)兩個(gè)產(chǎn)品(帶車(chē)窗搖把孔或不帶),生產(chǎn)周期要求為50S。

        產(chǎn)品裝配要求:圖1上區(qū)域1、2、3、4、5、6為卡扣座裝配,區(qū)域7、8、9處為螺釘固定,區(qū)域10處與地圖袋裝配,此處由于手能觸摸到夾線,因此要求夾線不能影響手感。

        產(chǎn)品的難點(diǎn):由于此產(chǎn)品由原來(lái)的四個(gè)產(chǎn)品合并而來(lái),區(qū)域11處出模困難:由于產(chǎn)品形狀決定了斜頂下坡角度為68度,常規(guī)斜頂無(wú)法實(shí)現(xiàn),此套模具采用了一種新型的斜頂機(jī)構(gòu)解決此問(wèn)題,本文3.3有詳細(xì)介紹。

        產(chǎn)品的缺陷預(yù)算:對(duì)于此門(mén)板,除了對(duì)產(chǎn)品皮紋面的出模斜度、熔接痕、頂痕等做分析外,重點(diǎn)對(duì)門(mén)板喇叭口處的網(wǎng)孔做了分析,其參數(shù)如圖2所示:L1=1mm,L2=2mm,d=1mm,小端直徑∮b=1.9mm,小端直徑∮b=2.1mm,單邊角度A1=6°, 單邊角度A2=3°。

        3模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

        3.1澆注系統(tǒng)

        對(duì)注塑模具來(lái)說(shuō),澆口的設(shè)置是非常關(guān)鍵的,如果澆口設(shè)置不對(duì)很可能導(dǎo)致制品缺陷無(wú)法調(diào)整,甚至要更換熱流道、模板等,嚴(yán)重影響模具開(kāi)發(fā)周期及成本。

        此汽車(chē)門(mén)板模具如圖1所示,產(chǎn)品中間為外觀面,無(wú)法設(shè)計(jì)澆口,根據(jù)制品特點(diǎn)及CAE分析,采用六點(diǎn)順序閥熱流道后模進(jìn)膠,位置及澆口形式如圖3所示:噴嘴打開(kāi)的先后順序?yàn)镹1先開(kāi), 1.7秒后N2開(kāi),2.7秒后N3、N4開(kāi),3.0秒后N5、N6最后開(kāi),其中N1、N2、N3、N5為扇形澆口直接點(diǎn)在制品上(后模進(jìn)膠),制品對(duì)應(yīng)部位設(shè)計(jì)有凹槽,可以把澆口形成的表面缺陷遮蓋起來(lái);N4、N6處為彎鉤澆口。

        由于N1、N2、N3、N5為噴嘴直接點(diǎn)在澆口頂塊上,為保證澆口頂塊在注塑時(shí)不松動(dòng),在澆口頂塊上都設(shè)計(jì)了鎖緊桿,利用油缸控制鎖緊桿的動(dòng)作。其形式如圖3所示。

        3.2型芯與型腔結(jié)構(gòu)

        (1)前模成型系統(tǒng)主要包括前模板、前模大抽芯、前模網(wǎng)孔鑲塊及三個(gè)小滑塊。由于模具外觀面需要做皮紋,前模所有成型部分全部采用進(jìn)口2738材料,以保證皮紋效果一致。

        前模大抽芯的主要作用:把需要出后模的部分也出在抽芯上,保證制品明顯的外觀面上沒(méi)有夾線,實(shí)現(xiàn)分型線內(nèi)移(即內(nèi)分型)。具體結(jié)構(gòu)如圖4所示:前模大抽芯采用兩個(gè)缸徑80的油缸實(shí)現(xiàn)抽芯,3個(gè)缸徑125的油缸在注塑生產(chǎn)時(shí)鎖緊,保證抽芯機(jī)構(gòu)不會(huì)被打退。

        (2)后模成型系統(tǒng)主要包括后模板、斜頂、頂塊、網(wǎng)孔鑲塊及其他后模鑲塊等。后模成型零部件的材料全部采用進(jìn)口2738,且運(yùn)動(dòng)部件要求氮化HV700以上,保證能夠?qū)崿F(xiàn)模具50萬(wàn)件的使用壽命。

        (3)活動(dòng)鑲塊抽芯系統(tǒng)如圖5所示:活動(dòng)鑲塊靠油缸驅(qū)動(dòng),可以實(shí)現(xiàn)只操作一個(gè)按鈕就可以更改為生產(chǎn)另一個(gè)產(chǎn)品(帶車(chē)窗搖把孔或不帶)

        3.3 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)

        此套模具采用19個(gè)斜頂、3個(gè)滑塊、4個(gè)油缸抽芯機(jī)構(gòu);斜頂結(jié)構(gòu)如圖6所示,本套模具斜頂機(jī)構(gòu)較多,對(duì)普通斜頂不再詳細(xì)說(shuō)明,在此只介紹一種非常規(guī)的斜頂機(jī)構(gòu)。如圖6所示,由于產(chǎn)品倒扣需要沿下坡68°方向出模,對(duì)于常規(guī)的斜頂機(jī)構(gòu)無(wú)法實(shí)現(xiàn)(一般斜頂直接下坡角度超過(guò)45°很容易造成斜頂卡滯,模具無(wú)法保證正常生產(chǎn)),此套模具通過(guò)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新采用了一種加速下坡機(jī)構(gòu),既實(shí)現(xiàn)了下坡68°的要求,也保證模具運(yùn)動(dòng)可靠。此項(xiàng)技術(shù)已申請(qǐng)專利(專利號(hào):ZL 2011 2 0424781.9)。

        如圖7所示,本加速下坡斜頂機(jī)構(gòu)組件的動(dòng)作原理如下:

        對(duì)于此套模具來(lái)說(shuō),模具頂出距離為190mm,已知斜頂桿角度a、斜導(dǎo)柱角度b及T型塊下坡角度c,推理斜頂最終下坡角度d,推理過(guò)程如下:

        L2=190*tan b

        L1=(190-H1)*tan a (1)

        H1=(L1+L2)*tan c (2)

        由(1),(2)組成的二元一次方程(只有H1,L1未知)可以求出:

        H1=190*tan c*(tan a + tan b)/(1+tan a * tan c)

        L1=190*tan a -190*tan a*tan c*(tan a + tan b)/(1+tan a * tan c)

        →tan d =H1/L1

        根據(jù)T型塊下坡角度25°、斜頂角度8°、斜導(dǎo)柱角度25°以及頂出距離190mm可倒推出斜頂下坡角度為68.8°,符合產(chǎn)品結(jié)構(gòu)要求。

        3.4導(dǎo)向機(jī)構(gòu)

        模具采用單分型結(jié)構(gòu),為保證動(dòng)模和定模板開(kāi)合模時(shí)導(dǎo)向及定位,在模具操作側(cè)、非操作側(cè)和地側(cè)各設(shè)計(jì)一個(gè)方導(dǎo)柱導(dǎo)向。頂出板四個(gè)角設(shè)計(jì)有四個(gè)推板導(dǎo)柱參與導(dǎo)向。

        3.5其它機(jī)構(gòu)

        (1)推出機(jī)構(gòu)。本套模具除斜頂機(jī)構(gòu)參與頂出外,還設(shè)計(jì)有5個(gè)頂塊、16個(gè)頂桿及35個(gè)網(wǎng)孔處扁頂參與頂出。為防止網(wǎng)孔處扁頂太長(zhǎng)影響強(qiáng)度,對(duì)網(wǎng)孔處單獨(dú)設(shè)計(jì)了二次頂出機(jī)構(gòu)(網(wǎng)孔處扁頂只參與頂出10mm)。

        (2)復(fù)位機(jī)構(gòu)。模具頂出采用4個(gè)油缸頂出、復(fù)位。為了提高其工作的可靠性,在此套汽車(chē)門(mén)板射模上設(shè)計(jì)了由4根φ30的復(fù)位桿共同組成的復(fù)位機(jī)構(gòu)。

        (3)冷卻與排氣。注射模中為使成型的塑件快速冷卻,減少變形,常通過(guò)冷卻系統(tǒng)控制模具的溫度。在此套汽車(chē)門(mén)板注射模中型芯和型腔膠位較大,冷卻系統(tǒng)前后模采用區(qū)域單獨(dú)冷卻(前后模膠位部分各分成4個(gè)區(qū)域,)、熱流道附近和前后模網(wǎng)孔鑲塊都單獨(dú)設(shè)計(jì)一組水路,便于單獨(dú)調(diào)節(jié)模具溫度。

        模具分型面上周圈設(shè)計(jì)有排氣槽,產(chǎn)品內(nèi)部筋位深度超過(guò)10mm的筋位都設(shè)計(jì)鑲拼結(jié)構(gòu),并在鑲塊上設(shè)計(jì)排氣槽;

        4結(jié)束語(yǔ)

        設(shè)計(jì)汽車(chē)門(mén)板注射模時(shí),根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及技術(shù)要求,采用了非常規(guī)的模網(wǎng)孔二次頂出機(jī)構(gòu)、超大角度下坡斜頂機(jī)構(gòu)、經(jīng)過(guò)優(yōu)化的的澆口設(shè)計(jì),使塑件成型質(zhì)量得到提高,同時(shí)解決了產(chǎn)品下角度下坡實(shí)現(xiàn)困難的問(wèn)題,經(jīng)生產(chǎn)驗(yàn)證模具生產(chǎn)效率高,塑件質(zhì)量符合技術(shù)要求,現(xiàn)已投入大批量生產(chǎn)。

        參考文獻(xiàn):

        [1]青島海爾模具有限公司.注塑模具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S].endprint

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