汽車線材接插件成型模內(nèi)模鎖緊方法的研究

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(①河南工學院，河南 新鄉(xiāng) 453000；②許昌職業(yè)技術(shù)學院 河南 許昌 461000；③河南科技大學，河南 洛陽 471000；④河南省豫北監(jiān)獄，河南 新鄉(xiāng) 453000)

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汽車線材接插件成型模內(nèi)模鎖緊方法的研究

王英姿①潘春梅②劉濤①丁海①向峰③劉合周④

(①河南工學院，河南 新鄉(xiāng) 453000；②許昌職業(yè)技術(shù)學院 河南 許昌 461000；③河南科技大學，河南 洛陽 471000；④河南省豫北監(jiān)獄，河南 新鄉(xiāng) 453000)

以一款國外客戶(博世集團)的汽車線材接插件成型模為例，講述了該類產(chǎn)品由于精度要求過高，客戶要求成型尺寸必須符合全檢合格后才可以驗收。而汽車線材接插件成型模需要二次成型，第一次是成型內(nèi)模。也就是不考慮最終外形，首先將導線和金屬接插頭用塑料成型固定，形成內(nèi)模。然后將該內(nèi)模放置于成型模具中進行二次注塑，達到成品。目前傳統(tǒng)工藝在二次成型時，一般是依靠模具上設(shè)置金屬接插頭定位孔，將接插頭插入定位孔來固定內(nèi)模。對于高精度的產(chǎn)品來說，在注射過程中，受注射壓力的影響，內(nèi)模會發(fā)生竄動，導致成型出來的產(chǎn)品，尺寸精度無法保證。為此通過增加一套內(nèi)模鎖緊裝置，有效地解決了該類模具的難題。

接插件成型模；線材；內(nèi)模; 二次成型

線材接插件成型模是需要二次成型的，第一次是成型內(nèi)模，也就是不考慮最終外形，首先將線材和金屬接插頭用塑料成型固定，形成內(nèi)模。內(nèi)模的特點是外形小于最終產(chǎn)品，外形比較簡單。它的作用是只需要將線材和金屬接插頭與成型塑料融為一體。然后將該內(nèi)模再放置到二次注射模具中進行二次注塑，達到成品。目前傳統(tǒng)工藝在二次成型時[1-3]，一般是在模具上設(shè)置與金屬接插件外形相匹配的定位孔，將接插件插入定位孔來固定內(nèi)模。但是對于高精度的產(chǎn)品來說，由于在注射過程中，受注射壓力的影響，僅僅依靠定位孔是無法將內(nèi)模完全固定的。因為金屬接插件與定位孔之間是有一定間隙的。如果配合間隙過小，會影響裝配和取下的難度。所以內(nèi)模在定位孔軸向位置受注射壓力影響會發(fā)生躥動，導致成型出來的產(chǎn)品，接插頭與塑件之間的尺寸精度無法保證。本文通過增加一套內(nèi)模固定裝置，有效地解決了同類模具的難題。

1　產(chǎn)品介紹

如圖1所示：為一款國外客戶(博世集團)汽車上用的線材接插件，圖1b中虛線為內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其中有兩個正、負極端子(金屬接插頭)。外形包裹材料為PA6+30%GF塑料。后面是線材(圖中線材長短只是示意，實際尺寸比圖示要長)。除去線材，本產(chǎn)品包容尺寸為60 mm×17 mm×16 mm。客戶對此產(chǎn)品要求精度非常高，成型尺寸必須符合全檢合格后才可以驗收。

而這類汽車線材接插件是需要二次成型的。第一次是成型內(nèi)模，如圖2所示。首先將線材和金屬接插頭用塑料成型固定，形成內(nèi)模。內(nèi)模的特點是外形小于最終產(chǎn)品，外形比較簡單。它的作用是只需要將線材和金屬接插頭與成型塑料融為一體。第一次成型需要相應的立式模具在立式注射機上成型完成，此過程比較簡單，這里不做討論。當?shù)谝淮纬尚屯瓿芍?，再將成型好的?nèi)模作為內(nèi)嵌件放置到對應的注射模具中進行二次注塑，達到如圖1所示的成品。

二次成型時，一般是在相應的模具上設(shè)置與金屬接插頭外形相匹配的定位孔，將接插頭插入定位孔中，來放置內(nèi)模。如果精度要求不高，這樣成型出來不存在任何問題。但是對于高精度的產(chǎn)品來說，由于在注射過程中，受注射壓力的影響，僅僅依靠定位孔是無法將內(nèi)模完全固定的。因為金屬接插件與定位孔之間是有一定間隙的，這樣會導致內(nèi)模在注射壓力下發(fā)生浮動。成型出來的產(chǎn)品，金屬接插頭與塑件之間的尺寸精度無法得到保證，無法滿足客戶要求。為此筆者通過增加一套內(nèi)模鎖緊裝置，有效地解決了這類模具的難題。

2　模具設(shè)計

2.1模具結(jié)構(gòu)

圖3所示為汽車線材接插件成型模具結(jié)構(gòu)圖。圖3a與圖3c不同之處是圖3a省略了帶動滑塊抽芯的油缸系統(tǒng)以及夾緊線材的夾線裝置。這套模具的主要工作原理是[4-5]：將內(nèi)模作為鑲嵌件放入模具中，一模四穴，通過熱流道分出兩個進膠口至下模，在下模再分出4個進膠點進行注射成型。模具上設(shè)計有線材夾線裝置(圖3c)，內(nèi)模裝入模具后用來夾緊內(nèi)模后端的線材，這樣和模芯鑲件上端子定位孔共同固定來保證內(nèi)模的位置。同時這套模具滑塊上設(shè)計有油缸系統(tǒng)，開模后油缸帶動滑塊進行抽芯來完成成型。

2.2內(nèi)模固定裝置

這套模具的工作順序是首先將成型好的內(nèi)模壓入模芯鑲件的定位孔中(如圖4a所示)。通過圖4b放大圖可以看到在模芯鑲件前端有兩個與內(nèi)模上兩個端子相對應的定位孔。圖4c是內(nèi)模壓入模芯鑲件之前的結(jié)構(gòu)示意圖，它相對于整套模具來說是活動件，成型前，在模具外將內(nèi)模壓入，待內(nèi)模壓入型芯鑲件之后，將這套活動裝置放入模具中的滑塊槽中，合模后依靠鎖緊塊鎖死，然后注射成型。這套活動裝置由方銷釘將模芯鑲件和活動模棒組合在一起。

2.3內(nèi)模鎖緊機構(gòu)

2.3.1內(nèi)模鎖緊簡介

對于產(chǎn)品精度要求不高的產(chǎn)品，在二次成型時，傳統(tǒng)設(shè)計就是僅僅按照圖4a所示，在相應的模芯鑲件上設(shè)置與金屬接插頭外形相匹配的定位孔，將接插頭壓入定位孔中，來放置內(nèi)模，然后將內(nèi)模固定裝置放入模具中，同時再依靠后面夾線裝置夾住后面線材就可以進行模具二次成型，達到最終產(chǎn)品。但是對于高精度產(chǎn)品來說是不行的，為此我們增加了一套內(nèi)模鎖緊裝置，如圖5所示。

2.3.2內(nèi)模鎖緊設(shè)計詳細分解

內(nèi)模鎖緊機構(gòu)如圖5所示，由基體、設(shè)置在基體內(nèi)的驅(qū)動機構(gòu)和螺紋固定針等組成，基體結(jié)構(gòu)如圖6，一側(cè)沿長度方向設(shè)有水平的橫槽，另一側(cè)設(shè)有與該橫槽垂直的水平通孔。驅(qū)動機構(gòu)位于基體橫槽內(nèi)部，包括位于該橫槽下半部與基體固定連接的底座長條(圖7)、位于橫槽上半部的壓條(圖8)和驅(qū)動條(圖9)。螺紋固定針的安裝端從外到內(nèi)依次設(shè)有螺紋和齒輪，固定針的另一端設(shè)有固定螺紋(如圖10)。壓條和底座長條的結(jié)合面處設(shè)有垂直于底座長條長度方向的水平螺紋孔，該螺紋孔的軸心線位于結(jié)合面上，與螺紋固定針齒輪端螺紋相匹配；底座長條的側(cè)部設(shè)有垂直于底座長條方向的水平齒輪過孔，該齒輪孔的上部穿透底座長條的上表面形成缺口；螺紋孔和齒輪孔同軸，固定針的螺紋裝入螺紋孔中，固定針的齒輪位于齒輪孔內(nèi)(如圖11)，驅(qū)動條位于齒輪孔的上部，驅(qū)動條的下表面為與齒輪配合的齒條。驅(qū)動條的上部設(shè)有垂直向上的撥桿，基體上設(shè)有與該撥桿匹配的滑槽，該滑槽側(cè)部設(shè)有安裝缺口。壓條通過豎向的螺釘與底座長條固定連接，底座長條通過水平螺釘固定連接在基體的橫槽內(nèi)(如圖12所示)。

這里需要說明的是，參看圖13，客戶原始設(shè)計是沒有螺紋定位孔的，在不影響客戶使用要求的情況下，為了增加鎖緊機構(gòu)，特增加的工藝孔4。

此鎖緊機構(gòu)的工作過程參見圖5、11、12，將該汽車線插接頭二次注塑內(nèi)模鎖緊裝置裝配完成后，將內(nèi)模安裝在二次注塑模具的滑塊槽內(nèi)，此時依靠模具外設(shè)置的油缸(模具圖上沒有畫出)推動驅(qū)動條通過齒條齒輪帶動固定針旋轉(zhuǎn)，固定針的定位端旋入到內(nèi)模體上的定位螺紋孔內(nèi)，對內(nèi)模進行鎖緊，待二次注塑完成后，再退回驅(qū)動條將固定針的定位端從成品內(nèi)的定位螺紋孔內(nèi)旋出，而后進行脫模的工作。

3　結(jié)語

塑料制品不同于金屬加工，多種因素影響成型制品的精度，所以高精度的塑料制品成型，是模具生產(chǎn)中的一大難題。但它是知名企業(yè)創(chuàng)造品牌的基礎(chǔ)，是高品質(zhì)的反映。筆者通過長期對汽車線材接插件成型模內(nèi)模鎖緊方法的研究摸索，成功地解決了這類產(chǎn)品存在的問題。得到了國外客戶的首肯，同時可以給同行業(yè)類似產(chǎn)品成型提供借鑒。并獲得專利(ZL：201410132636.1)

[1]HasanK Kurtaran, Babur Ozcelik, Tuncay Erzurum. Effective warpage optimization of thin shell plastic pausing response surface methodology and genetical gorithm[J]. Int J Adv Manuf Technol, 2006, 27(5): 468-472.

[2]Babur Ozcelik, Tuncay Erzurumlu. Determination of effecting dimensional parameters on warponse surface method and genetic algorithm[J]. Int Commun Heat Mass, 2005, 32(8): 1085-1094.

[3]Sanchez R, Aisa J, Martinez A, et al. On the relationship between cooling setup and warpage in injection molding[J]. Measurement, 2012, 45(5): 1 051-1 056.

[4]奧斯瓦德 T A，特恩格 L，格爾曼 P J. 注塑成型手冊[M]. 北京: 化學工業(yè)出版社, 2005: 67-71.

[5]Beaumont J P, Nagel R, Sherman R. 成功的注射成型加工，設(shè)計和模擬[M]. 北京: 化學工業(yè)出版社, 2009: 44-45.

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Investigation of lock way for internal mold of connector molding of car wire

WANG Yingzi①, PAN Chunmei②, LIU Tao①, DING Hai①, XIANG Feng③, LIU Hezhou④

(①Henan Institute of Technology, Xinxiang 453000, CHN; ②Xuchang Vocational Technical College,Xuchang 461000, CHN; ③Henan University of Science and Technology, Luoyang 471000, CHN;④Henan Yubei-Prison, Xinxiang 453000, CHN)

A foreign customer (BOSCH group) auto wire connector mould as an example. Discuss about this kind of product because the precision is too high, the customer must comply with the requirements of forming dimensions all qualified after acceptance. And we know the auto wire connector molding is two times molding, first molding mould incrustation.Also do not consider the final shape, fixing the wire and the metal plug with plastic molding to make of internal model. Then, the internal model is placed in the forming die for the secondary injection molding, complete the finished product. At present, the traditional process of two times molding, it generally relies on setting orientation hole for metal plug on the mold, then insert metal plug into orientation hole to fix internal model. For high precision products, in the injection process, influence the injection pressure, the internal model will traverse, resulting in forming out of the products, size precision can not be ensured. By adding a set of internal model fixation device, effectively solves the hard question for this kind of mold in this paper.

mould of plug;wire; mould incrustation; second moulding

TQ320.52

A

10.19287/j.cnki.1005-2402.2016.10.034

王英姿，女，1969年生，高級工程師,主要研究方向為機械模具制造，已發(fā)表論文11篇。

(編輯汪藝)

2016-06-03)

161038