汽車連接器帶鉸鏈護殼產(chǎn)品的塑料模具設(shè)計改進

年寶鵬，王 朝，王 浩，李攀陽

（河南天海電器有限公司，河南 鶴壁 458030）

塑料產(chǎn)品中，鉸鏈結(jié)構(gòu)已被廣泛使用，如洗發(fā)瓶蓋、CD盒、連接器產(chǎn)品等。帶鉸鏈的產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中，由于鉸鏈壁厚薄，不易成型，容易產(chǎn)生熔接痕缺陷。鉸鏈在使用過程中變形量大，由于熔接痕強度低，鉸鏈在熔接痕位置容易斷裂，出現(xiàn)不良產(chǎn)品，生產(chǎn)過程不易控制，嚴重影響產(chǎn)品品質(zhì)。選擇合適的澆口位置可以避免在鉸鏈位置產(chǎn)生熔接痕，從而避免了鉸鏈因為熔接痕而斷裂。

1 存在問題

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)如圖1所示，平均壁厚1.5 mm，鉸鏈結(jié)構(gòu)屬于薄壁結(jié)構(gòu) （壁厚0.3 mm）。原始模具設(shè)計中，澆口在靠近鉸鏈位置處，鉸鏈左右兩側(cè)各一個澆口；注射成型過程中，鉸鏈中間存在熔接痕；產(chǎn)品在使用過程中，熔接痕位置容易斷裂，頻繁接到客戶的反饋。

圖1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意圖

2 分析原因

2.1 鉸鏈處形成熔接痕的原因

在注射成型過程中，澆口靠近薄壁結(jié)構(gòu)時，料流充填薄壁會產(chǎn)生遲滯 （圖2），薄壁位置流速降低甚至停止，鉸鏈兩側(cè)兩股遲滯的料流在鉸鏈中間位置融合，形成強度比較弱的熔接痕 （圖3），使用過程中容易斷裂。

圖2 遲滯

圖3 鉸鏈中間形成熔接痕

此時鉸鏈位置的材料取向如圖4所示，材料心部和材料表層的取向在鉸鏈中間發(fā)生改變，形成薄弱區(qū)域。

圖4 鉸鏈位置的材料取向

2.2 影響鉸鏈強度的因素

決定鉸鏈強度的因素有很多，比如材料、澆口位置、注塑工藝、鉸鏈結(jié)構(gòu) （厚度）等。

我們看到，影響鉸鏈強度的因素中，更改材料涉及問題較多，所以暫不考慮。注塑工藝跟模具結(jié)構(gòu)有關(guān)，壁厚對于模具來說更改最方便，原設(shè)計鉸鏈厚度0.3 mm，對于PA6材料不易成型，將鉸鏈厚度增加0.05 mm，發(fā)現(xiàn)結(jié)果不理想，還是有斷裂現(xiàn)象。

影響鉸鏈強度的因素中，除了以上幾種因素還可以通過調(diào)整澆口位置來解決。

2.3 更改方案

根據(jù)鉸鏈的薄壁結(jié)構(gòu)特點，帶鉸鏈的制品應(yīng)注意澆口位置的選擇，要求熔體的流動方向垂直于鉸鏈的軸心線。為了避免在鉸鏈中間形成熔接痕，澆口距離鉸鏈位置遠端比較理想，為了保證順利充填，還采用兩個澆口成型，控制鉸鏈兩側(cè)的充填速度，使得鉸鏈由一側(cè)充填。

根據(jù)這一思路我們將澆口位置定在距離鉸鏈較遠的位置，左右兩側(cè)的澆口位置、澆口大小、流道大小設(shè)定不同的值進行模流分析，多種方案進行分析對比后，最終確認最佳澆口位置如圖5所示。最佳澆口大小左側(cè)φ1.0 mm，右側(cè)φ0.8 mm；最佳流道大小左側(cè)φ3.5 mm，右側(cè)φ3.0 mm。

圖5 最佳澆口位置

左右兩側(cè)澆口的充填區(qū)域如圖6所示。左側(cè)澆口完成了整個鉸鏈的充填，鉸鏈沒有熔接痕缺陷，鉸鏈位置 （圖7）的流動方向統(tǒng)一，取向統(tǒng)一。

圖6 充填區(qū)域

圖7 鉸鏈位置表層取向

3 試模驗證

根據(jù)模流分析得出的最佳澆口位置和大小，進行模具更改，并試模生產(chǎn)。從生產(chǎn)的欠注樣件可以看出，鉸鏈位置完全由左側(cè)澆口充填，和圖5中Moldflow分析結(jié)構(gòu)一致。鉸鏈位置沒有熔接痕，鉸鏈強度得到保證，滿足產(chǎn)品使用要求，更改后的產(chǎn)品沒有再出現(xiàn)鉸鏈斷裂的問題 （圖8）。

圖8 更改后合格樣件

4 經(jīng)驗推廣

鑒于此次模具更改的成功案例，在之后類似新產(chǎn)品的模具設(shè)計中，我們采用這一方法取得了同樣的效果。其澆口位置如圖9所示，生產(chǎn)樣件如圖10所示。

圖9 澆口位置

圖10 生產(chǎn)樣件