后視鏡一體式外殼注射模設(shè)計(jì)

楊 亙，朱慕潔，暢國(guó)幃，柯美元

（順德職業(yè)技術(shù)學(xué)院 智能制造學(xué)院，廣東 佛山 528333）

0 引言

汽車(chē)后視鏡分為外后視鏡和內(nèi)后視鏡，不同車(chē)型的外后視鏡有著不同的造型和結(jié)構(gòu)，其中外殼是后視鏡的重要外觀零件。為滿足汽車(chē)產(chǎn)品功能、外觀及經(jīng)濟(jì)要求，后視鏡結(jié)構(gòu)趨向美觀、精致、一體化的方向發(fā)展[1]。一體式外殼由于減少了后視鏡裝配零件，所需模具數(shù)量減少，降低了生產(chǎn)成本，從而成為后視鏡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的首選。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)分體式外殼研究較多[2-4]，而針對(duì)一體式外殼設(shè)計(jì)研究較少，現(xiàn)介紹某汽車(chē)后視鏡一體式外殼的注射模設(shè)計(jì)。

1 塑件結(jié)構(gòu)及工藝分析

右后視鏡外殼如圖1所示，左后視鏡外殼結(jié)構(gòu)與之對(duì)稱(chēng)，外形尺寸為246.8 mm×121.6 mm×141.4 mm，平均壁厚為4.6 mm，材料為PA66+30%GF（玻璃纖維），收縮率為0.5%，材料流動(dòng)性較差，塑件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下。

（1）塑件內(nèi)凹部分側(cè)壁厚度最厚為19.5 mm，外觀面不允許有斑點(diǎn)、澆口痕跡，需要合理選擇澆口位置。

（2）塑件外形復(fù)雜，沿鏡面安裝部分有一處1/2圈凹槽、一處1/4圈凸棱、一處與支架連接結(jié)構(gòu)，需要進(jìn)行外抽芯成型。

（3）塑件內(nèi)部右側(cè)有較大的內(nèi)凹，需要進(jìn)行內(nèi)抽芯成型，而內(nèi)部加強(qiáng)筋較多且較深，需要考慮排氣問(wèn)題。

該模具設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于：塑件右側(cè)內(nèi)凹處里寬外窄，內(nèi)表面是斜向下的弧形面。一體式外殼的內(nèi)部集成了電機(jī)安裝座結(jié)構(gòu)，且沿抽芯方向，影響內(nèi)抽芯機(jī)構(gòu)的布置及限制其移動(dòng)距離，成型和脫模困難。

圖1 右后視鏡外殼

2 模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

材料中含有玻璃纖維，流動(dòng)性較差，采用普通流道易導(dǎo)致塑料熔體填充不滿或成型壓力過(guò)高。采用兩點(diǎn)式熱流道澆注系統(tǒng)可減少材料損失，縮短成型周期，同時(shí)可提高塑件的成型質(zhì)量[5,6]。為簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，縮短成型周期，采用了兩板模結(jié)構(gòu)。結(jié)合模流分析，將扇形澆口設(shè)置在壁厚最厚的后視鏡與支架連接部位，澆口設(shè)在非外觀面，可保證塑件表面的美觀度。澆口處于滑塊位置上，在滑塊上進(jìn)料，為保證澆口凝料留在動(dòng)模側(cè)以便于取出，在滑塊上加工類(lèi)似潛伏式澆口的拉料桿形狀[7]，如圖2（a）所示。開(kāi)模時(shí)，滑塊向外運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分離澆口凝料，提高了生產(chǎn)效率。在上模對(duì)應(yīng)扇形澆口處安裝了M6 mm調(diào)節(jié)螺釘，如圖2（b）所示，通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘旋入深度，可改變澆口的橫截面積大小，從而調(diào)節(jié)兩型腔流量平衡。在靠近澆口的一側(cè)斜推桿上還設(shè)置了氣針，采用氣輔成型，有利于增強(qiáng)塑料熔體的流動(dòng)，保證塑件成型質(zhì)量[8]。

2.2 成型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

主分型面選擇圖1所示位置，便于模具零件加工。該塑件既需外抽芯又需內(nèi)抽芯，采用了滑塊和斜推桿抽芯結(jié)構(gòu)。其中，內(nèi)抽芯機(jī)構(gòu)是設(shè)計(jì)難點(diǎn)。

2.2.1 外抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

沿鏡面安裝部分的凹槽、凸棱及與支架連接的內(nèi)凹需要外抽芯，設(shè)計(jì)了四面滑塊機(jī)構(gòu)，采用滑塊+斜導(dǎo)柱機(jī)構(gòu)和滑塊+T形塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行抽芯，如圖3所示[9-11]。

圖2 模具澆注系統(tǒng)

圖3 外抽芯機(jī)構(gòu)

2.2.2 內(nèi)抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)分析，內(nèi)抽芯部分若由1個(gè)斜推桿成型，則斜推桿體積較大，開(kāi)模時(shí)會(huì)與塑件頂面和側(cè)面干涉，如圖4（a）、（b）所示，同時(shí)電機(jī)安裝座結(jié)構(gòu)在斜推桿內(nèi)抽芯方向，也可能會(huì)與抽芯運(yùn)動(dòng)干涉。

針對(duì)上述干涉情況，將整體斜推桿拆分為1個(gè)推桿和2個(gè)斜推桿成型，如圖4（c）所示。斜推桿1、2與推桿通過(guò)斜面接觸，斜面角度參考側(cè)面與水平方向夾角進(jìn)行設(shè)計(jì)，分別為13°和8°。

圖4 內(nèi)抽芯機(jī)構(gòu)

開(kāi)模時(shí)，斜推桿沿推桿的兩斜面向左下（上）方移動(dòng)，避免與側(cè)面干涉。整體斜推桿進(jìn)行分割后，開(kāi)模時(shí)推桿并不進(jìn)行側(cè)向抽芯，避免與安裝座結(jié)構(gòu)產(chǎn)生干涉，同時(shí)縮短了抽芯距離。此外，對(duì)可能與斜推桿和安裝座結(jié)構(gòu)干涉部分進(jìn)行避空，保證足夠的抽芯距離。將斜推桿的底座設(shè)計(jì)成傾斜的導(dǎo)滑槽，開(kāi)模時(shí)斜推桿斜向下滑動(dòng)，與塑件背部?jī)?nèi)表面分離，避免開(kāi)模時(shí)與塑件頂面干涉，保證塑件的內(nèi)表面成型質(zhì)量。為避免斜推桿運(yùn)動(dòng)時(shí)受反向扭轉(zhuǎn)力矩的作用而發(fā)生卡死現(xiàn)象，斜推桿角度不能太大，6°～8°最佳，一般不能超過(guò)10°，現(xiàn)取7°。導(dǎo)滑槽和水平面的夾角應(yīng)大于參考塑件頂面對(duì)水平面的夾角（17.5°），取20°。

2.3 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

后視鏡外殼頂面具有斜向下的弧形內(nèi)表面，頂出時(shí)斜推桿和推出機(jī)構(gòu)同時(shí)推出，塑件會(huì)包緊斜推桿的成型部分，不能順利脫模，如果強(qiáng)行脫模會(huì)損壞塑件的內(nèi)表面，因此設(shè)計(jì)了二次推出機(jī)構(gòu)，其中電機(jī)安裝座螺釘柱處采用推管推出。螺釘柱處有加強(qiáng)筋，深度為23 mm，容易產(chǎn)生困氣，需拆分鑲件，采用透氣鋼進(jìn)行排氣。

二次推出機(jī)構(gòu)由斜推桿、推桿、推管、推板、推桿固定板、二次推出限位機(jī)構(gòu)、限位柱等組成。其中，推桿6和推管7固定在推桿固定板3上，斜推桿5和斜推桿座4固定在推板1上，如圖5所示。

圖5 推出機(jī)構(gòu)

開(kāi)模時(shí)，注塑機(jī)頂桿推動(dòng)推板2，帶動(dòng)推桿固定板3向上運(yùn)動(dòng)，推桿固定板通過(guò)限位機(jī)構(gòu)帶動(dòng)推板1和斜推桿5進(jìn)行一次推出，行程為95 mm，在此過(guò)程中，斜推桿實(shí)現(xiàn)內(nèi)抽芯。待塑件脫離型芯一定距離后，控制拉鉤打開(kāi)，推板1及其上的斜推桿不再移動(dòng)，推板2與推桿固定板3繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，由推管和推桿進(jìn)行二次推出，使塑件完全脫離斜推桿的成型部位，這樣不會(huì)損壞成型塑件的內(nèi)表面，保證成型質(zhì)量，二次推出的行程為30 mm。

3 模具結(jié)構(gòu)

該塑件屬于批量生產(chǎn)，根據(jù)客戶要求，模具采用1模2腔結(jié)構(gòu)，一次注射成型左、右后視鏡外殼。在龍記CI65100A220B160C330模架的基礎(chǔ)上，增加了1塊熱流道板和1塊推板。澆注系統(tǒng)采用熱流道加扇形澆口，型芯采用鑲拼方式，冷卻系統(tǒng)為管道水冷式，推出系統(tǒng)采用斜推桿與推桿的二次推出機(jī)構(gòu)，排氣系統(tǒng)采用分型面和透氣鋼排氣。后視鏡一體式外殼的注射模結(jié)構(gòu)如圖6所示。

圖6 后視鏡外殼注射模結(jié)構(gòu)

4 結(jié)束語(yǔ)

該后視鏡外殼注射模設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)如下。

（1）綜合了側(cè)澆口和潛伏式澆口的優(yōu)點(diǎn)，在滑塊上進(jìn)行進(jìn)澆能實(shí)現(xiàn)澆口凝料自動(dòng)分離，生產(chǎn)效率高，選擇螺釘調(diào)節(jié)流量，方便調(diào)整兩型腔的均衡填充。

（2）根據(jù)不同的脫模要求，設(shè)計(jì)了不同類(lèi)型的內(nèi)、外抽芯機(jī)構(gòu)，采用斜推桿分塊的形式實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜結(jié)構(gòu)的脫模。

（3）利用二次推出設(shè)計(jì)保證了塑件的外觀質(zhì)量，能實(shí)現(xiàn)塑件的自動(dòng)化生產(chǎn)。

該塑件已經(jīng)批量生產(chǎn)，實(shí)物如圖7所示。實(shí)踐證明，該模具結(jié)構(gòu)緊湊、工作過(guò)程穩(wěn)定，塑件各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了客戶要求，可為同類(lèi)塑件的模具設(shè)計(jì)提供參考。

圖7 左、右后視鏡一體式外殼