內分型汽車門板注射模設計

鄭建偉

摘要：汽車門板（注塑件）是指用于車體前(后)左右門的內飾件；隨著人們對現代汽車的要求越來越高，對觸手可及的汽車門板，其手感、皮紋效果、色澤、搭配等需求也越來越高，其檔次高低也成為衡量一個車型檔次高低的重要參照。

關鍵詞：內分型；汽車門板；注射模設計

1引言

汽車門板（注塑件）是指用于車體前(后)左右門的內飾件；隨著人們對現代汽車的要求越來越高，對觸手可及的汽車門板，其手感、皮紋效果、色澤、搭配等需求也越來越高，其檔次高低也成為衡量一個車型檔次高低的重要參照。

2成型工藝分析

此汽車門板（注塑件）的材質為PP-MD20，產品尺寸為：860*620*115，制品平均壁厚為3.0mm，收縮率為1.1%。產品為外觀件，外觀面做蝕紋效果；由于產品外觀面不能放澆口，需要采用后模進膠，還要能實現機械手取件及通過一鍵操作生產兩個產品（帶車窗搖把孔或不帶），生產周期要求為50S。

產品裝配要求：圖1上區域1、2、3、4、5、6為卡扣座裝配，區域7、8、9處為螺釘固定，區域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。

產品的難點：由于此產品由原來的四個產品合并而來，區域11處出模困難：由于產品形狀決定了斜頂下坡角度為68度，常規斜頂無法實現，此套模具采用了一種新型的斜頂機構解決此問題，本文3.3有詳細介紹。

產品的缺陷預算：對于此門板，除了對產品皮紋面的出模斜度、熔接痕、頂痕等做分析外，重點對門板喇叭口處的網孔做了分析，其參數如圖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模具結構設計

3.1澆注系統

對注塑模具來說，澆口的設置是非常關鍵的，如果澆口設置不對很可能導致制品缺陷無法調整，甚至要更換熱流道、模板等，嚴重影響模具開發周期及成本。

此汽車門板模具如圖1所示，產品中間為外觀面，無法設計澆口，根據制品特點及CAE分析，采用六點順序閥熱流道后模進膠，位置及澆口形式如圖3所示：噴嘴打開的先后順序為N1先開， 1.7秒后N2開，2.7秒后N3、N4開，3.0秒后N5、N6最后開，其中N1、N2、N3、N5為扇形澆口直接點在制品上（后模進膠），制品對應部位設計有凹槽，可以把澆口形成的表面缺陷遮蓋起來；N4、N6處為彎鉤澆口。

由于N1、N2、N3、N5為噴嘴直接點在澆口頂塊上，為保證澆口頂塊在注塑時不松動，在澆口頂塊上都設計了鎖緊桿，利用油缸控制鎖緊桿的動作。其形式如圖3所示。

3.2型芯與型腔結構

（1）前模成型系統主要包括前模板、前模大抽芯、前模網孔鑲塊及三個小滑塊。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有夾線，實現分型線內移（即內分型）。具體結構如圖4所示：前模大抽芯采用兩個缸徑80的油缸實現抽芯，3個缸徑125的油缸在注塑生產時鎖緊，保證抽芯機構不會被打退。

（2）后模成型系統主要包括后模板、斜頂、頂塊、網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口2738，且運動部件要求氮化HV700以上，保證能夠實現模具50萬件的使用壽命。

（3）活動鑲塊抽芯系統如圖5所示：活動鑲塊靠油缸驅動，可以實現只操作一個按鈕就可以更改為生產另一個產品（帶車窗搖把孔或不帶）

3.3 側向分型與抽芯機構

此套模具采用19個斜頂、3個滑塊、4個油缸抽芯機構；斜頂結構如圖6所示，本套模具斜頂機構較多，對普通斜頂不再詳細說明，在此只介紹一種非常規的斜頂機構。如圖6所示，由于產品倒扣需要沿下坡68°方向出模，對于常規的斜頂機構無法實現（一般斜頂直接下坡角度超過45°很容易造成斜頂卡滯，模具無法保證正常生產），此套模具通過結構創新采用了一種加速下坡機構，既實現了下坡68°的要求，也保證模具運動可靠。此項技術已申請專利（專利號：ZL 2011 2 0424781.9）。

如圖7所示，本加速下坡斜頂機構組件的動作原理如下：

對于此套模具來說，模具頂出距離為190mm，已知斜頂桿角度a、斜導柱角度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T型塊下坡角度25°、斜頂角度8°、斜導柱角度25°以及頂出距離190mm可倒推出斜頂下坡角度為68.8°，符合產品結構要求。

3.4導向機構

模具采用單分型結構，為保證動模和定模板開合模時導向及定位，在模具操作側、非操作側和地側各設計一個方導柱導向。頂出板四個角設計有四個推板導柱參與導向。

3.5其它機構

（1）推出機構。本套模具除斜頂機構參與頂出外，還設計有5個頂塊、16個頂桿及35個網孔處扁頂參與頂出。為防止網孔處扁頂太長影響強度，對網孔處單獨設計了二次頂出機構（網孔處扁頂只參與頂出10mm）。

（2）復位機構。模具頂出采用4個油缸頂出、復位。為了提高其工作的可靠性，在此套汽車門板射模上設計了由4根φ30的復位桿共同組成的復位機構。

（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，常通過冷卻系統控制模具的溫度。在此套汽車門板注射模中型芯和型腔膠位較大，冷卻系統前后模采用區域單獨冷卻（前后模膠位部分各分成4個區域，）、熱流道附近和前后模網孔鑲塊都單獨設計一組水路，便于單獨調節模具溫度。

模具分型面上周圈設計有排氣槽，產品內部筋位深度超過10mm的筋位都設計鑲拼結構，并在鑲塊上設計排氣槽；

4結束語

設計汽車門板注射模時，根據塑件的結構特點以及技術要求，采用了非常規的模網孔二次頂出機構、超大角度下坡斜頂機構、經過優化的的澆口設計，使塑件成型質量得到提高，同時解決了產品下角度下坡實現困難的問題，經生產驗證模具生產效率高，塑件質量符合技術要求，現已投入大批量生產。

參考文獻：

[1]青島海爾模具有限公司.注塑模具設計標準[S].endprint