汽車后視鏡密封墊粘定模解決方案

方玉建，陳燕林，溫勇亮

（東莞市技師學(xué)院，廣東東莞 523470）

1 引言

MoldFlow模流分析軟件主要用于注射模的設(shè)計(jì)和仿真優(yōu)化，它能夠在虛擬的環(huán)境中模擬特定成型工藝條件下的熔融樹脂在澆注系統(tǒng)中的流動(dòng)直至固化形成制件的動(dòng)態(tài)成型過程，通過利用各種分析工具對(duì)成型過程和結(jié)果進(jìn)行觀察分析和比對(duì)，能在模具制造前發(fā)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)中可能存在的諸如澆口位置選擇不當(dāng)、排氣不良等問題，針對(duì)具體問題通過調(diào)整優(yōu)化注射參數(shù)或修改模具設(shè)計(jì)加以改進(jìn)，因此降低了模具設(shè)計(jì)中出現(xiàn)問題的幾率，減少了因模具設(shè)計(jì)不當(dāng)而造成的加工和試模時(shí)間，進(jìn)而縮短了模具生產(chǎn)制造周期，提高了模具制造生產(chǎn)效率，降低了模具制造成本。因此，模流分析已成為塑料模具設(shè)計(jì)中必不可少的一環(huán)。

2 塑件分析

捷豹汽車后視鏡固定座密封墊（見圖1）為對(duì)稱件，左右各一。

圖1 密封墊造型

使用注射模工具投影工具（MPV)分析密封墊模型幾何屬性。

使用塑模部件驗(yàn)證進(jìn)行厚度分析，顯示如下（見圖2）：平均厚度：1.2738，最大厚度：3.7693。

圖2 厚度分析

該塑件顏色為黑色，公差采用汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的1～2級(jí)，比一般塑件的3MT稍高，公差值約為1mm，生產(chǎn)批量為中小批量，塑件要求表面光滑，不能有氣泡、熔接痕、飛邊、填充不足、翹曲和表面白化等缺陷。

該塑件形狀共有8個(gè)碰穿位，外部沒有側(cè)凹和側(cè)凸，主體拔模斜度為2°，內(nèi)表面基本是外表面的偏置，因TPE材料較軟，為保證塑件留在動(dòng)模，塑件偏下部分設(shè)計(jì)了一圈深0.7mm的間斷凹槽，開模時(shí)強(qiáng)制推出。

3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

從壁厚云圖可以看出，該塑件厚度顏色梯度從中間向周邊遞減，中間凸起及平臺(tái)部分較厚，密封凹槽部位壁厚在平均厚度以下，最大壁厚約是平均壁厚達(dá)3倍。壁厚懸殊較大，澆口應(yīng)從塑件壁厚的地方進(jìn)膠，這樣可以避免塑料溶液直接沖擊塑件細(xì)小的部位，使型腔內(nèi)的氣體順利排出，便于塑料溶液順利充滿型腔。

在模具流道設(shè)計(jì)時(shí)，流道應(yīng)盡量短，以減少熱量和壓力損失，所以選用熱流道進(jìn)膠（見圖3）。

圖3 塑件的進(jìn)膠示意

該模具定模型腔采用鑲拼式結(jié)構(gòu)（見圖4）。優(yōu)點(diǎn)：

圖4 定模型腔鑲件的位置

（1）熱流道進(jìn)膠口與定模型腔裝配時(shí)易磨損，做定模型腔鑲件易于更換。

（2）型腔比較深加工難度比較大，做定模型腔鑲件便于型腔的加工。

（3）做定模型腔鑲件便于排氣。

（4）減少改模成本。

3.2 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

該模具頂出較困難，有3個(gè)原因：

（1）TPE材料收縮率1.5%，收縮率比較大，塑件變形比較大。

（2）塑件中間有個(gè)大的凸起，開模時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的包緊力。

（3）TPE材質(zhì)較軟，頂出易變形，塑件不易受力。

結(jié)合以上3個(gè)原因，解決辦法有：

（1）在模具頂出設(shè)計(jì)過程中，把推桿排布更加密集，盡量加大推桿頂出力度，如圖5所示。

圖5 推桿分布示意

（2）在狹窄的地方增加扁推桿的使用數(shù)量。

（3）在塑件的非平面增加推桿，但是此處推桿裝配和加工都比較困難，需要放電加工推桿頭部，定位推桿杯頭。

3.3 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)是指模具型芯和型腔的表面溫度。模具溫度是否合適、均勻和穩(wěn)定，對(duì)塑件的形狀、外觀和尺寸精度都有著重要的影響。設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的目的就是通過控制模具溫度，使塑件有良好的塑件質(zhì)量。

TPE塑料流動(dòng)性較好，用水冷卻即可，但是在模具成型過程中，需要塑件快速冷卻，所以在運(yùn)水的排布上較為細(xì)密。定模多采用橫向運(yùn)水，動(dòng)模多采用縱向運(yùn)水，前動(dòng)模運(yùn)水交叉進(jìn)行，利于模具冷卻，如圖6所示。

圖6 模具冷卻水路

4 模具調(diào)試與維修

（1）塑件粘定模。

在模具裝配后，試模時(shí)發(fā)現(xiàn)塑件沒有隨著動(dòng)模向后移動(dòng)，而是留在定模，其實(shí)這個(gè)問題在模具設(shè)計(jì)的前期，經(jīng)過MoldFlow模流分析時(shí)就發(fā)現(xiàn)可能存在粘定模的問題（見圖7）。

圖7 塑件粘定模

（2）分析粘定模原因。

粘模分為粘定模和粘動(dòng)模，要視情況而定，產(chǎn)生粘模的原因：

a.拋光不良，若是粘定模，可能就是因?yàn)閯?dòng)模拋光比定模拋光好，模具試模在生產(chǎn)過程中開模直接粘在定模。

b.脫模斜度設(shè)計(jì)不合理，理論上是定模的脫模斜度要比動(dòng)模大，若相反，則可能導(dǎo)致塑件粘定模。

c.定模開模時(shí)存在真空，直接把塑件吸在定模，無法正常脫模，對(duì)于外殼、盒類塑件較常見。

d.動(dòng)模粘模可能是拋光不好，脫模斜度放的太小，模具上有倒扣等。

e.開始時(shí)模溫太低，塑件對(duì)模具的抱緊力太大。

（3）解決粘定模問題。

a.在動(dòng)模型芯上面增加倒扣。這樣塑件會(huì)加大與動(dòng)模的摩擦力，使塑件留在動(dòng)模一側(cè)。

b.在定模一側(cè)增加彈塊。這樣在模具開模時(shí)彈簧先頂開彈塊，彈塊會(huì)頂出塑件，頂出的距離即是定距螺絲控制的有效距離。

5 結(jié)束語

通過合理選用熱流道進(jìn)膠方式，利用循環(huán)冷卻水路，順利解決了模具的裝配和冷卻的問題。通過增加動(dòng)模型芯倒扣和定模型腔上增加彈塊的方式，有效地解決了密封墊粘模的問題，生產(chǎn)實(shí)踐是可行的，對(duì)于類似模具設(shè)計(jì)有一定的借鑒作用。