摘 要：針對汽車前后保險杠注塑模具生產(chǎn)取件過程中，產(chǎn)品被模具大直頂頂塊拉傷的問題，本文論述了一種新型頂出延遲機構(gòu)，在傳統(tǒng)模具頂出基礎(chǔ)上進行結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，確保了產(chǎn)品頂出后與大直頂頂塊徹底脫離，進而實現(xiàn)正常的取件。

關(guān)鍵詞：保險杠 注塑模具 頂出 延遲機構(gòu)

汽車前后保險杠是汽車中最重要的外觀件[1]，為實現(xiàn)造型美觀、輕量化及考慮綜合成本最優(yōu)，95%以上的乘用車都采用塑料PP作為原材料，前后霧燈及其他裝飾部件都裝配在保險杠上，因此結(jié)構(gòu)設(shè)計趨于復(fù)雜化，對保險杠模具注塑生產(chǎn)過程中頂出取件提出更高要求。保險杠產(chǎn)品注塑成型后脫模時，產(chǎn)品背面筋條結(jié)構(gòu)易出現(xiàn)粘后模和粘頂塊的問題，導(dǎo)致產(chǎn)品無法順利取件甚至取件時直接拉傷產(chǎn)品。

目前行業(yè)內(nèi)，保險杠注塑模具大多采用三級頂出機構(gòu)，當(dāng)出現(xiàn)筋條粘頂塊時，通過改變模具結(jié)構(gòu)或者直接更改保險杠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，但改變模具結(jié)構(gòu)，例如模具內(nèi)增加頂塊和頂針布置、增加二級頂出，不僅會導(dǎo)致模具制造成本的增加，并且由于受到注塑機臺容模量限制、模具閉合高度無法改變而具有其固有局限性，而更改產(chǎn)品結(jié)構(gòu)則會直接影響產(chǎn)品裝配要求，對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的合理性造成不利影響。

基于以上背景，本文主要介紹了一種新型汽車保險杠注塑模具頂出延遲機構(gòu)，實現(xiàn)內(nèi)分型保險杠裝飾件加強筋條脫模取件。

1 保險杠工藝性分析

汽車保險杠是汽車的重要外飾塑料件之一，如圖1所示某前保險杠產(chǎn)品尺寸為：1894×630×627，結(jié)構(gòu)復(fù)雜[2]，兩端與車身翼子板搭接處采用內(nèi)分型，倒扣采用外拉滑塊結(jié)構(gòu)，其中的霧燈固定點：8個（圖中1—4，左右對稱），線束安裝點6個（圖中5—7，左右對稱），需采用斜頂機構(gòu)出模，與大燈裝配區(qū)域加強筋條（如圖2）采用大直頂機構(gòu)成型及出模（如圖3）；保險杠模具多級頂出過程機理如圖4～圖8，頂出機構(gòu)運動到極限位置時（如圖9、圖10），需要設(shè)計特殊機構(gòu)脫模，采用2800T的注塑機注塑成型。

2 保險杠模具傳統(tǒng)頂出機構(gòu)原理及局限性

如圖3為某前保險杠注塑模具，其頂出機構(gòu)中的左右大直頂頂塊（3）通過推桿（4）直接固定在頂出面針板（6）上，隨頂出面針板同步運動和停止。

2.1 第一級頂出機理

第一級頂出作用原理：如圖4所示，該前保險杠模具的頂出底針板受到氮氣彈簧的推動力脫離底板，并帶動面針板及其他頂出機構(gòu)運動，完成第一級頂出，頂出行程為D。第一級頂出的目的在于實現(xiàn)內(nèi)分型保險杠產(chǎn)品出模前，兩側(cè)通過拉塊作用力實現(xiàn)產(chǎn)品向內(nèi)拉變形，實現(xiàn)產(chǎn)品順利脫模，避免拉傷。

2.2 第二級頂出機理

第二級頂出作用原理：如圖5所示，面針板受到注塑機頂桿的推動力繼續(xù)頂出，底針板由于通過扣機與面針板固定，因此隨面針板同步運動，直至扣機脫開而停止，完成第二級頂出，頂出行程為U。第二級頂出的目的在于實現(xiàn)保險杠兩側(cè)大斜頂及推塊的脫出，同時實現(xiàn)內(nèi)分型拉塊的復(fù)位。

扣機脫開原理：如圖6所示，頂出底針板（1）、頂出面針板（2）沿Z向運動，當(dāng)運動至彈塊（4）碰到扣機開鎖桿（7）時，扣機彈簧（3）受力壓縮，同時彈塊（4）與扣機鎖鉤（5）脫開，確保面針板與底針板脫離，為第三級頂出面針板運動做好準(zhǔn)備，如圖7。

2.3 第三級頂出機理

第三級頂出作用原理：如圖8，頂出面針板與頂出底針板脫開扣機，頂出底針板不再隨頂出面針板運動，頂出面針板受注塑機頂桿推動繼續(xù)帶動大直頂塊頂出，頂出行程為V；第三級頂出的目的在于全部斜頂脫離產(chǎn)品倒扣結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)保險杠產(chǎn)品完全脫模。

如圖9，大直頂頂塊（5）推動斜頂連接桿（6），帶動斜頂（2）運動，斜頂沿斜度為α方向頂出，在Y向也產(chǎn)生運動分量，脫離保險杠產(chǎn)品（1）。

第三級頂出結(jié)束時，保險杠產(chǎn)品的加強筋結(jié)構(gòu)完全嵌在大直頂?shù)捻攭K中（如圖10），導(dǎo)致產(chǎn)品無法從頂塊中取出；若強制取出零件，將造成大直頂頂塊中的加強筋條產(chǎn)生變形、拉傷，影響產(chǎn)品的質(zhì)量。

3 模具增加第四級頂出方案可行性分析

若在產(chǎn)品的兩側(cè)增加頂塊，由于有抽芯機構(gòu)（如圖11中1、2）干涉無法布置，且需增加第四級頂出結(jié)構(gòu)復(fù)雜[3]，注塑周期長（需增加15s），最關(guān)鍵是模具閉合高度H＞1900mm，無法安裝進注塑機，因此增加第四級頂出方案不可行，需要設(shè)計結(jié)構(gòu)解決脫模取件問題。

4 保險杠模具頂出延遲結(jié)構(gòu)設(shè)計的技術(shù)要點

針對上述的保險杠加強筋條取件拉傷問題，在傳統(tǒng)保險杠模具結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了頂出延遲機構(gòu)（如下圖12及圖13）。第一級、第二級頂出與傳統(tǒng)保險杠模具完全一致；對第三級頂出過程進行了創(chuàng)新性提升，引入頂出延遲機構(gòu)，原理具體如下：當(dāng)模具第三級頂出時，仍然是頂出面針板受注塑機頂桿推動繼續(xù)運動，頂出底針板不再隨頂出面針板運動，頂出延遲機構(gòu)在第三級頂出時開始工作。

如圖13C-C剖視圖，頂出延遲機構(gòu)主要由斜滑塊（7）、斜導(dǎo)柱（4）、滑座（3）、連接大直頂塊的推桿（6）構(gòu)成，斜導(dǎo)柱（4）穿過滑座（3）并且固定在頂出底針板（1）中。

斜導(dǎo)柱與頂出底針板連接關(guān)系：鑲塊固定于頂出底針板（1），斜導(dǎo)柱（4）固定在頂出底針板上的鑲塊中，防止斜導(dǎo)柱脫出底針板鑲塊；另外，壓塊、斜滑塊及滑座固定關(guān)系如圖14。

5 直頂向后脫離產(chǎn)品限位筋的機理

如圖13所示，注塑機頂桿推動頂出面針板沿Z向移動→通過斜導(dǎo)柱（2）作用→滑座（1）向左移動→大直頂頂塊通過推桿（4）與斜滑塊（5）連接為一體，斜滑塊（5）受到固定于滑座上的斜滑塊壓塊（3）作用沿Z向下移H（如圖15）→大直頂塊沿Z向脫離產(chǎn)品L=H（如圖16）。

6 結(jié)語

本文基于現(xiàn)有保險杠模具頂出結(jié)構(gòu)，針對存在的產(chǎn)品筋條脫模時拉傷、變形無法取件的問題，采用一種頂出延遲機構(gòu)進行了創(chuàng)新性設(shè)計，是一種結(jié)構(gòu)簡單合理、可用于各種車型保險杠注塑模具頂出的機構(gòu)，通過保險杠產(chǎn)品與大直頂頂塊完全脫離，實現(xiàn)了機械手自動取件及保險杠注塑生產(chǎn)線自動化效率的提升；大直頂頂塊中的加強筋結(jié)構(gòu)不被變形、拉傷，確保了產(chǎn)品質(zhì)量，為后續(xù)車型保險杠模具頂出機構(gòu)設(shè)計提供了可靠的借鑒方案。

參考文獻：

[1]曾珠，葉家飛.大型汽車保險杠注塑模具設(shè)計及澆注系統(tǒng)優(yōu)化分析[J].塑料工業(yè)，2016，44（11）：88-91.

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[3]吳曉峰，楊曉巍.汽車保險杠注射工藝分析及注射模設(shè)計[J].模具制造，2018，18（04）：40-41.