儀表板注射模簡化二次頂出機構設計

周長余，秦宇志

長安汽車產品開發一部內外飾開發所（重慶 401133）

1 引言

汽車儀表板本體在汽車塑料產品中尺寸較大，安裝結構眾多。正面結構常采用片螺母和卡子安裝，背裝結構常采用螺釘柱安裝。產品組合儀表區域的高翻邊造成儀表板模具頂出距離較長，普通模具頂出過程中司筒壁較薄且頂出較長容易彎曲變形造成司筒卡死或者斷裂。因產品螺釘柱較少，通過模具結構的優化，可以在不增加頂桿數量的同時實現螺釘柱的二次頂出，提高儀表板螺釘柱成型的司筒強度，避免模具生產運行失效，從而提高模具生產的可靠性、連續性，提高生產效率。

目前，此類結構已應用于多款車型儀表板模具，在不增加模具成本和周期的情況下成功解決了頂出距離太長造成的司筒頂出不穩定的難題。以下以長安某車型儀表板模具結構為例進行介紹。

2 門內飾板產品數據結構

圖1為儀表板塑件圖，背門風管安裝區域存在很多安裝螺釘柱，螺釘柱子周邊有較多的加強筋和限位筋。螺釘柱型芯側斷面示意圖如圖2所示。

圖1 儀表板本體正反面示意圖

圖2 螺釘柱斷面圖

（1）塑件難點一。

如圖2所示，儀表板螺釘柱高度H≥20mm，且螺釘柱周圈均勻布置4片和螺釘柱高度一致的加強筋，模具成型必須采用司筒頂出；但通常螺釘柱壁厚T≤2.2mm，司筒壁厚等于螺釘柱厚度，所以強度較弱。

（2）塑件難點二。

儀表板落差一般在300mm以上，落差較大造成司筒長度較長，組合儀表區域司筒長度可達到650mm以上，且組合儀表區域翻邊高度較高，頂出距離一般在150mm以上，司筒強度較弱。所以普通模具在連續、快速生產過程中極易強度不夠疲勞彎曲，造成模具無法正常運轉。

3 模具簡化二次頂出結構

該模具結構如圖3所示，簡化二次頂出機構內部連接如圖4所示，連接情況如下：司筒10通過司筒加長桿頂部的T型槽固定在司筒加長桿11上，司筒針9和司筒10頂部配合其余地方避空，彈簧導向桿13與導向桿固定塊14配合，司筒針9固定在彈簧導向桿13上，彈簧12安裝在司筒加長桿11和導向桿固定塊14之間。

圖3 模具簡化二次頂出結構圖

簡化二次頂出機構與模具連接情況如下：導向桿固定塊14通過固定塊15固定在動模座板7上，司筒加長桿11通過頂桿固定板6周圈配合約束徑向運動，司筒加長桿11通過頂桿固定板5底部面限制高度方向位置，司筒10與動模板1頂部處配合其余位置避空，頂桿8固定在頂桿固定板5和頂桿墊板6之間。

圖4 二次頂放大圖

4 頂出過程

（1）頂出前狀態如圖3所示。

注塑機頂出機構沒有頂出時，頂桿固定板5和頂桿墊板6在氮氣彈簧16彈力的作用下靠向動模座板7，司筒加長桿11因受頂桿固定板5的壓力與導向杠固定塊14接觸。圖3中ΔS為動模板1與限位塊4之間的距離，表示模具總的頂出高度。圖3中ΔS1為動模板1與司筒加長桿11之間的距離，表示模具第一次頂出的高度。圖3中ΔA為司筒10頂面與頂桿8頂面間的高度差。圖中司筒加長桿11和導向桿固定塊14之間的彈簧2處于壓縮狀態，彈力較大，司筒加長桿11在彈力作用下有遠離導向桿固定塊14的趨勢。

（2）第一段頂出如圖5所示。

頂出時，注塑機頂棍推動頂桿墊板6和頂桿固定板5抵抗氮氣彈簧16的彈力開始向前運動，頂桿8固定在頂桿固定板上也同步開始運動，司筒10和司筒加長桿11因頂桿固定板在彈簧12彈力的驅動下也向前運動，儀表板17在司筒11和頂桿8的推動開始脫模。

圖5 一次頂出完成后模具狀態圖

當運動行程為ΔS1時，因司筒加長桿11與動模板1接觸，司筒加長桿11在動模板1的反作用力下停止運動，第一段頂出完成。彈簧13處于預壓狀態保證司筒10不會在反作用力下回位。此時因司筒10頂面與頂桿8運動行程均ΔS1，頂面間的高度差仍然為ΔA，此時限位塊與動模板間隙ΔS2為第二段頂出的行程。

第一段頂出完成后螺釘柱和加強筋已經完成出模，因塑件翻邊較高，此時塑件還無法取出，需要進行第二段頂出。

（3）第二段頂出如圖6所示。

注塑機頂棍繼續推動頂桿墊板6和頂桿固定板5，頂桿8在推力作用下繼續推動儀表板塑件17向前運動，儀表板塑件17與司筒10脫離，頂出系統向前運動到限位塊4與動模板1接觸時頂出完成，儀表板塑件17深腔區域完全脫離模具，方便塑件取件。

第二段行程距離ΔS2=ΔS-ΔS1。此時司筒10運動行程為ΔS1，頂桿8運動行程均為ΔS，頂面間的高度差為ΔB=ΔS2+ΔA=ΔS-ΔS1+ΔA。因簡化二次頂出機構造成頂桿8和螺釘柱處司筒10運動行程相差ΔS2，既達到司筒10頂出長度不長保護司筒又達到了產品能完全頂出方便產品取件的目的。

圖6 二次頂出完成時候模具狀態圖

（4）頂出機構復位。

當機械手取件完成后，注塑機頂棍后退，頂出力消失。模具頂桿墊板6和頂桿固定板5在氮氣彈簧彈力作用下復位；當運動行程為ΔS2時，頂桿固定板5與司筒加長桿11肩部接觸壓縮彈簧12，司筒加長桿11和司筒10開始復位，當頂桿墊板6與固定在動模座板7上的垃圾釘接觸時復位完成。

5 結論

該結構已經成功應用于長安多款儀表板本體模具，且已大量生產，為模具前期制造和后期保養均帶來方便。本文介紹的簡化二次頂出機構，可以廣泛應用于頂出行程長且司筒數量少的模具頂出機構，為大型模具的局部細節出模提供了一種新的思路。