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汽車門板注塑工藝分析及其注射模設(shè)計(jì)

來源：塑膠五金網(wǎng)發(fā)布時(shí)間：2014-06-18 09:01:51點(diǎn)擊率：

　　隨著汽車制造技術(shù)水平的不斷進(jìn)步，人們對(duì)降低汽車能耗提出了越來越高的要求，這為塑料制件在汽車行業(yè)的推廣應(yīng)用提供了廣闊的發(fā)展空間。近些年來，塑料制件在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用比例越來越大。目前汽車的內(nèi)外飾件已基本實(shí)現(xiàn)塑料化，為汽車減輕重量、節(jié)約成本和降低油耗發(fā)揮著重要作用。

　　塑料制件需要普及，并提高技術(shù)質(zhì)量，模具作為工業(yè)母體必然要先行。以下以某車型汽車門板為例，闡述其制造工藝及相關(guān)注射模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

　　通常汽車擁有前、后兩車門，按照門板包皮套分類可分為包皮套和不包皮套，按照門板外形特征，可分為喇叭網(wǎng)和無喇叭網(wǎng)門板。其中包皮套門板的產(chǎn)品表面質(zhì)量要求較低，而不包皮套門板的外觀件質(zhì)量要求很高，如產(chǎn)品表面不允許有熔接線、不允許頂白、強(qiáng)度要求高而且無毛刺等。

　　門板工藝性分析

　　門板作為汽車的內(nèi)飾件產(chǎn)品，根據(jù)車型的不同，尺寸大小有所不同。圖1所示為某車型汽車左前門裝飾板，產(chǎn)品 大尺寸為835mm×520mm×90mm，形狀比較復(fù)雜，表面有皮紋，其中產(chǎn)品螺絲柱共21處，圍繞產(chǎn)品周邊一圈分布有7處倒扣，內(nèi)部所有加強(qiáng)筋模具尺寸為小端0.8mm、大端1.1mm。為防止產(chǎn)品飛邊，喇叭網(wǎng)孔全部做在定模上，角度為8°。

　　根據(jù)以上工藝性要求，本產(chǎn)品實(shí)際生產(chǎn)中材料選用PP-T20，縮水率為1.2%，平均壁厚2.5mm，采用1600t注塑機(jī)注射成形。

　　模流分析

　　根據(jù)以上的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及工藝性要求分析，模具設(shè)計(jì)為一模一穴式結(jié)構(gòu)。接下來我們采用MOLDFLOW對(duì)其注塑工藝性進(jìn)行仿真分析，根據(jù)產(chǎn)品形狀和注塑工藝，模具采用3點(diǎn)大水口設(shè)計(jì)，并配備搭接式側(cè)澆口，流道尺寸直徑為14mm，用調(diào)結(jié)閥控制進(jìn)澆速度。

　　在冷卻系統(tǒng)方面，冷卻水路(圖3)采用直通和水塔式設(shè)計(jì)，水路直徑設(shè)置為14mm、水塔為30mm，熱嘴附近分布水路，以增強(qiáng)模具冷卻效果并調(diào)節(jié)模具溫度，因此極大地縮短了冷卻時(shí)間和生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率。

　　通過軟件模擬分析，我們得到了如下結(jié)果：

　　1.從 終得到的產(chǎn)品熔結(jié)線分布,可以看出結(jié)線結(jié)合處溫度較高，結(jié)線較明顯，因此必須加強(qiáng)排氣能力，并對(duì)溫度加以控制。

　　2.由于注塑制品冷卻凝固過程中的不均勻，導(dǎo)致制品收縮不一致,需要移動(dòng)、修正水道，控制冷卻。

　　綜上所述，得出如下結(jié)論：

　　1.產(chǎn)品波前出現(xiàn)較低溫度，但仍在溫度允許范圍之內(nèi)，不影響制品品質(zhì)。

　　2.制品結(jié)合線不明顯，但需注意充填末端的排氣。

　　3.制品凝固不均勻，引起收縮不一致，建議冷卻均勻。

　　模具設(shè)計(jì)特點(diǎn)及模具結(jié)構(gòu)

　　1.模具設(shè)計(jì)理念和特點(diǎn)

　　(1)模架大小合理設(shè)置，動(dòng)定模為整體，材料為P20，以減少材料節(jié)約成本。

　　(2)充分考慮冷卻，水路盡可能多地布置，且直徑要大。

　　(3)頂出安全、合理，導(dǎo)向桿輔助斜頂頂出。

　　(4)分型面設(shè)置合理，方便加工和配模，R角分型面加工成順斷差。

　　2.模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　(1)模具基本外觀構(gòu)造如圖6所示，模具基本外觀構(gòu)造包括：熱流道保護(hù)導(dǎo)柱、定位圈、鎖模塊、撬模坑、模腳、吊環(huán)螺絲及水路等。

　　模具基本要求如下：

　　1)熱流道導(dǎo)柱比熱嘴高出20mm以上，在安裝時(shí)起保護(hù)作用。

　　2)每?jī)蓧K板間撬?？映叽缭O(shè)置為45mm×45mm，深8mm。

　　3)模具地側(cè)設(shè)置模腳。

　　4)A、B板各4點(diǎn)起吊，吊環(huán)位置盡量設(shè)置在模具兩側(cè)。

　　(2)模具定位系統(tǒng)(四配克結(jié)構(gòu))如圖7所示。圍繞模架外沿一圈有10°錐度配合，起整體模具定位和防漲模作用。此外，需根據(jù)實(shí)際需要加上耐磨板。四配克長(zhǎng)度尺寸為85～90mm，高度為50mm，且底部在R5mm以上，頂部棱角C6，由模架公司精加工到位。

　　3)模架導(dǎo)柱和流道調(diào)節(jié)閥設(shè)置如圖8所示。

　　1)因?yàn)槟０逄?，因此?dǎo)柱G、P用螺絲固定，配合長(zhǎng)度為1.5倍直徑以上。

　　2)流道調(diào)節(jié)閥用來控制進(jìn)澆流速和封閉流道的機(jī)構(gòu)，達(dá)到產(chǎn)品填充均勻、控制熔結(jié)線等目的，試模時(shí)在機(jī)臺(tái)上用內(nèi)六角扳手旋動(dòng)，簡(jiǎn)單方便使用。

　　3)動(dòng)、定模都要設(shè)有調(diào)節(jié)閥。

　　(4)喇叭網(wǎng)鑲件、壓力板和頂針設(shè)置。

　　1)動(dòng)模喇叭網(wǎng)處用鑲件對(duì)策，起到深筋、定模喇叭網(wǎng)排氣作用，用雕刻加工成形網(wǎng)筋條，內(nèi)部通水循環(huán)減少產(chǎn)品變形的系數(shù)。

　　2)A、B板間設(shè)置10塊均勻分布的壓力板，材料使用40Cr并熱處理。

　　3)模具地側(cè)設(shè)置模腳。

　　4)螺絲柱用司筒頂出，司筒和頂針直徑常設(shè)置成6mm、8mm、10mm等偶數(shù)尺寸，便于深孔鉆選擇對(duì)應(yīng)刀具進(jìn)行加工。

　　(5)斜頂頂出。

　　1)斜頂桿的角度不應(yīng)超過15°，原則上大于12°，且全部加導(dǎo)向桿，起加強(qiáng)輔助作用。導(dǎo)向桿、斜頂桿直徑常設(shè)置成16mm以上，否則極易折斷。

　　2)斜頂角度大于斜頂桿角度2°～3°。斜頂復(fù)位時(shí)，起保護(hù)斜頂作用，同時(shí)彌補(bǔ)加工角度誤差。

　　3)斜頂材料常用NAK80或者2738，原則上不能和模仁同材料。

　　4)設(shè)置導(dǎo)向桿時(shí)需要校對(duì)斜頂頂出狀態(tài)，斜頂座不能與導(dǎo)向桿干涉，保證距離為5mm以上為宜。

　　(6)支撐柱、行程開關(guān)和強(qiáng)制復(fù)位孔。

　　1)支撐柱盡量在模具中心附近，數(shù)量盡可能多、直徑做大。

　　2)行程開關(guān)共2個(gè)，對(duì)角設(shè)置。

　　3)強(qiáng)制復(fù)位孔設(shè)置數(shù)量4個(gè)，與機(jī)臺(tái)頂出孔吻合。

　　模具工作過程

　　模具開啟時(shí)，動(dòng)、定模分型，澆注系統(tǒng)凝料由拉料桿拉住，與塑件一起隨動(dòng)模移動(dòng)，開模一段距離后，動(dòng)模停止運(yùn)動(dòng)，推出機(jī)構(gòu)在注塑機(jī)強(qiáng)制復(fù)位作用力下向前移動(dòng)，由斜頂、推桿、司筒推出塑件，合模時(shí)推出機(jī)構(gòu)在強(qiáng)制復(fù)位作用下復(fù)位。

　　模具設(shè)計(jì)、制造中的重點(diǎn)和難點(diǎn)

　　1.門板制作周期比較短，但模架采購時(shí)間較長(zhǎng)，這給設(shè)計(jì)定購帶來壓力，必須具有豐富的經(jīng)驗(yàn)累積，將采購工作提前。

　　2.此類模具斜頂多，模具頂出、復(fù)位不平衡，且產(chǎn)品容量和斜頂相對(duì)移動(dòng)，因此有必要增加2根回程桿，同時(shí)增加頂針板螺絲以防止產(chǎn)品變形，產(chǎn)品側(cè)還應(yīng)采取增加擋塊、加強(qiáng)斜頂磨配等措施進(jìn)行完善。

　　3.熔結(jié)線的消除。模具試作后，發(fā)現(xiàn)熔結(jié)線明顯，通過改善澆口位置、加強(qiáng)排氣等措施予以解決。

　　4.由于喇叭網(wǎng)動(dòng)定模合模之后才能放電，放電加工時(shí)間長(zhǎng)，因此要注意喇叭網(wǎng)裝配和加工之間的關(guān)系。

　　5.模板斜頂孔加工偏差較大，必須改善加工工藝，以保證裝配同心度。

　　結(jié)語

　　現(xiàn)在汽車工業(yè)發(fā)展無論是在技術(shù)水平還是產(chǎn)品質(zhì)量方面都提出了越來越高的要求，這也給模具工業(yè)帶來了很大的挑戰(zhàn)。我們通過在汽車門板模具制造方面不斷累積經(jīng)驗(yàn)，已經(jīng)形成了設(shè)計(jì)、加工、裝配及模架廠協(xié)調(diào)之間穩(wěn)定的作業(yè)模式，在模具制造周期上得以保證，處理模具問題更加具有針對(duì)性和專業(yè)化，這些對(duì)于日后類似模具的生產(chǎn)具有一定的參考性和指導(dǎo)性。

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