汽車中央通道模具創(chuàng)新設計

揭曉，周劍贇，鐘強強

(1.臺州科技職業(yè)學院，浙江臺州 318020； 2.濱海模塑集團有限公司，浙江臺州 318020)

隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，其內飾件模具也呈現出快速發(fā)展勢頭，此類模具的特點是結構復雜并且有較高的裝配精度，因而對產品的尺寸有較高的要求，同時為滿足產品智能化、自動化生產的需求，進而對模具的結構也提出相應的要求，由于產品中有多處出現倒扣，并且倒扣的角度各不相同，因此需采用多種滑塊機構來實現脫模[1–2]。現以某模具公司的汽車中央通道作為研究對象，對模具機構創(chuàng)新設計。

1 塑件結構與工藝分析

圖1 是某款汽車中央通道的產品結構圖，產品尺寸為1 117 mm×331 mm×337 mm，平均壁厚為2.5 mm，塑件材料采用聚丙烯[3–4]，收縮率取1.1%，產品中多處出現倒扣等，給脫模造成難度，如圖2 所示，圖中的A–A，B–B，C–C，D–D 處均存在倒扣。

圖1 產品結構圖

圖2 結構剖視圖

2 模具結構設計

2.1 分型面設計

一般模具都設計成動模和定模兩部分，由于產品結構復雜，多處出現倒扣，所以多處采用滑塊機構，并在多處設計分型面[5–7]，如圖3 所示：

圖3 各處分型面圖

2.2 關鍵結構設計

(1)模具的脫模機構設計。

圖4 為油缸及滑塊抽芯機構示意圖。圖4a 中的產品倒扣，由于角度大于45°，故采用油缸抽芯機構。另一頭的產品中也存在倒扣，如圖4b 所示，采用普通滑塊機構。

圖4 油缸及滑塊抽芯機構示意圖

產品兩側面采用滑塊成型，因為兩側為需要皮紋的外觀面，兩側沒有倒扣處脫模斜度為2°左右，模具脫模時會拉傷皮紋，所以一起用滑塊成型(滑塊上做皮紋處理)，如圖5 所示。

一般此類模具大都采用斜頂機構，此處不采用斜頂成型的原因是：

圖5 滑塊成型圖

①側面整個倒扣需要兩個巨大斜頂，斜頂需要貫穿型芯，但是產品上部結構與加強筋條太多，不可能做到全部規(guī)避，成型時斜頂無法頂出[8–9]。

②采用直頂配合斜頂的頂出方式，上面不倒扣的位置采用大直頂，倒扣位置采用斜頂，直頂壓著斜頂，使斜頂不用貫穿型芯，也不必受到產品上部結構與加強筋條的干涉，但是此方法因為倒扣位置過大導致斜頂面積會很大，為保證強度必須加大斜頂厚度，產品寬度較窄，兩側做了斜頂后會導致型芯強度不足，會大大縮短模具的使用壽命。而且這種機構需要采用二次頂出機構才能頂出，會大大影響產品的成型周期以及模具加工難度，提高模具生產成本。

經過綜合考慮，采用拉塊脫扣機構成型，通過拉塊脫扣成型原理：因為產品形狀特性，只有兩個很深的側面而且加強筋條集中在上部，倒扣在底部位置，底部易拉變形從而使倒扣脫離模具配合頂出機構頂出實現脫模，見圖6 所示。

圖6 拉塊脫扣機構圖

拉塊運動步驟：首先前模開模→斜導柱帶動大滑塊滑出脫出產品外側倒扣→此時拉塊彈簧頂住拉塊使拉塊不跟隨大滑塊運動→直至大滑塊與拉塊限位面接觸→此時大滑塊帶動拉塊向滑出方向運動→拉塊將產品拉變形脫出倒扣→頂出系統(tǒng)將產品頂出。

需要注意的是內六角螺絲的作用：拉塊彈簧比較長，在彈簧將拉塊往外頂的時候會有一段露出彈簧孔此時很容易發(fā)生彎曲，導致彈簧力方向分散彈力不足甚至使機構失效，該螺絲就是為了防止彈簧彈出時彎曲。從滑塊后部鎖進來是為了安裝方便。

(2)模具冷卻系統(tǒng)的水路設計。

由于型腔中滑塊位置的限制型腔水路無法隨形設計[10–11]，所以采用水井設計，如圖7 所示，型芯由于產品高且結構復雜，也采用水井設計?；瑝K空間位置足夠，采用隨形設計。

圖7 型腔及滑塊水路圖

3 模具整體結構及工作過程

3.1 模具整體結構

模具尺寸為2 200 mm×1 150 mm×1 175 mm，屬于較大型模具，整體結構屬于一模一腔的兩板式熱流道模具[12–13]，見圖8 所示。

圖8 模具整體裝配圖

3.2 模具工作過程

模具運動過程如下：

模具通過熱流道系統(tǒng)注塑→開模→斜導柱帶動兩側大滑塊以及天側滑塊滑出→小拉塊將產品拉形變→地側滑塊在滑塊油缸的作用下滑出[14–15]→頂出系統(tǒng)在頂出油缸的作用下頂出→拿出產品→頂出系統(tǒng)在頂出油缸的作用下復位→地側滑塊在滑塊油缸的作用下復位→合模，又開始下一輪的注塑循環(huán)。

4 結論

應用UG 技術完成了一套汽車中央通道的注塑模具結構設計，采用了多種滑塊機構，創(chuàng)新性地采用拉塊脫扣機構脫模，使產品能夠順利脫模，合理設計了動定模及滑塊水路系統(tǒng)，避免了產品的翹曲變形，經使用，運行良好，說明該模具設計合理。