轎車左、右內(nèi)扶手注塑模結(jié)構(gòu)方案可行性分析與設(shè)計(jì)

熊利軍，文根保，袁開波

(1.湖北航宇精工科技有限公司，湖北 襄陽(yáng) 441022；2.中國(guó)航空工業(yè)航宇救生裝備有限公司，湖北 襄陽(yáng) 441002)

0 引言

左、右內(nèi)扶手是轎車的一種零部件，其注塑模的設(shè)計(jì)，首先必須進(jìn)行左、右內(nèi)扶手形體要素的可行性分析。此次再要根據(jù)每項(xiàng)形體分析的要素制訂出模具結(jié)構(gòu)的方案，還需要對(duì)注塑模結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行成型的左、右內(nèi)扶手產(chǎn)生的缺陷進(jìn)行預(yù)期分析，并需要將所有模具結(jié)構(gòu)方案分析的結(jié)論進(jìn)行協(xié)調(diào)。最后，才能是注塑模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和造型，只有這樣才能避免造成注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的失誤。

1 左、右內(nèi)扶手的形體要素可行性分析

左、右內(nèi)扶手是轎車的一種零部件，那就應(yīng)該是屬于大批量生產(chǎn)的性質(zhì)。右內(nèi)扶手形體要素分析，如圖1(a)所示；右內(nèi)扶手造型，如圖1(b)所示；左內(nèi)扶手與右內(nèi)扶手對(duì)稱。材料為：PA6+GF30,收縮率為1.004%。

圖1 左、右內(nèi)扶手的形體要素可行性分析

右內(nèi)扶手形體要素分析如下：右內(nèi)扶手形體存在著 ：Φ5.2 mm、Φ5.2 mm、2×Φ6.8 mm、4×Φ6.8 mm型孔要素與 2 mm×6 mm×2×R腰字型孔要素 ；2×2 mm×3 mm×5.5 mm 型槽要素［1］；2×R1 mm 弓形高障礙體要素［2］；還存在著正面外觀要素及大批量要素［3］；上述形體要素是決定注塑模結(jié)構(gòu)的要素。

2 左、右內(nèi)扶手注塑模結(jié)構(gòu)方案可行性分析

注塑模結(jié)構(gòu)方案的制訂，是根據(jù)注塑件的形體要素來(lái)制訂的。只要能找出上述每項(xiàng)形體要素的解決措施，就能制訂出左、右內(nèi)扶手注塑模結(jié)構(gòu)方案，再要制訂出該模具方案成型加工時(shí)預(yù)測(cè)左、右內(nèi)扶手缺陷的處置措施。

左、右內(nèi)扶手可同時(shí)在一副模具中成型，該模具為一模兩腔。對(duì)于左、右內(nèi)扶手周邊存在著R1 mm弓形高障礙體要素，可以在沿弧面切點(diǎn)處設(shè)置分型面來(lái)避開對(duì)注塑件脫模的阻擋。由于型孔要素的軸線平行開閉模方向，成型這些型孔的型芯可以鑲嵌在定模型芯中，利用定、動(dòng)的閉合實(shí)現(xiàn)型芯的復(fù)位，模具的開啟實(shí)現(xiàn)型芯的抽芯。對(duì)于左、右內(nèi)扶手內(nèi)部型槽要素，只能采用斜推桿內(nèi)抽芯兼脫模機(jī)構(gòu)；注塑模除了斜推桿內(nèi)抽芯兼脫模機(jī)構(gòu)能進(jìn)行注塑件的脫模還是不夠的，還需要在左、右內(nèi)扶手背面增加若干頂桿的數(shù)量。由于頂桿和斜推桿都處在左、右內(nèi)扶手背面，注塑件正面便無(wú)頂桿的頂痕，保證了左、右內(nèi)扶手外觀要求。為了確保左、右內(nèi)扶手外觀要求的澆口應(yīng)設(shè)置為潛伏式點(diǎn)澆口。

由于提出上述注塑模結(jié)構(gòu)方案是一一針對(duì)左、右內(nèi)扶手形體要素所制訂的，并且能夠完全滿足對(duì)左、右內(nèi)扶手成型加工的全部要求及注塑模的運(yùn)動(dòng)要求，注塑模結(jié)構(gòu)方案是可行的。

3 左、右內(nèi)扶手成型與澆注系統(tǒng)冷凝料脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

根據(jù)對(duì)左、右內(nèi)扶手形體要素的分析，為了確保左、右內(nèi)扶手外觀要求，選取了潛伏式點(diǎn)澆口，澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、點(diǎn)澆口和冷料穴組成。

（1）左、右內(nèi)扶手注塑模閉合狀態(tài)：如圖2(a)所示，當(dāng)注塑模定模與動(dòng)模閉合時(shí)，塑料熔體可通過(guò)注射機(jī)噴嘴進(jìn)入澆口套中的主流道，再經(jīng)分流道、點(diǎn)澆口、冷料穴進(jìn)入模具型腔，冷卻成型為左、右內(nèi)扶手和澆注系統(tǒng)的冷凝料。

（2）左、右內(nèi)扶手注塑模開模狀態(tài)：如圖2(b)所示，當(dāng)注塑模定、動(dòng)模開啟后，澆口套9中的主流道冷凝料12、分流道冷凝料13和點(diǎn)澆口冷凝料14，在冷料穴冷凝料15的倒錐的拉扯下，可從澆口套9主流道和定模型芯5分流道中拉脫離。

（3）澆注系統(tǒng)冷凝料脫模狀態(tài)：如圖2(c)所示，當(dāng)注射機(jī)頂桿頂著注塑模安裝板18、推件板19和拉料桿作脫模運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉料桿3頂著冷料穴冷凝料與澆注系統(tǒng)冷凝料脫離動(dòng)模的澆注系統(tǒng)型腔。與此同時(shí)，左斜推桿16和右斜推桿17分別在左T形塊18和右T形塊19的作用下進(jìn)行左、右內(nèi)扶手4的抽芯與脫模運(yùn)動(dòng)，眾多頂桿也同步進(jìn)行左、右內(nèi)扶手的脫模運(yùn)動(dòng)。

圖2 左、右內(nèi)扶手成型與澆注系統(tǒng)冷凝料脫模

左、右內(nèi)扶手在注塑模的開啟和脫模運(yùn)動(dòng)中，在拉料桿作用下可實(shí)現(xiàn)澆注系統(tǒng)冷凝料的脫模，從而保證了注塑?？勺詣?dòng)進(jìn)行注塑件循環(huán)加工。左、右內(nèi)扶手在處斜推桿和眾多頂桿的作用下可實(shí)現(xiàn)脫模。

4 左、右內(nèi)扶手注塑模型槽斜推桿內(nèi)抽芯兼脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

根據(jù)左、右內(nèi)扶手形體要素的分析，左、右內(nèi)扶手形體內(nèi)部各存在2處型槽要素，注塑模需要采用斜推桿內(nèi)抽芯兼脫模機(jī)構(gòu)，才能消除成型型槽的型芯對(duì)左、右內(nèi)扶手脫模的阻擋作用。

（1）左、右內(nèi)扶手注塑模閉合狀態(tài)：如圖3(a)所示，當(dāng)定動(dòng)模閉合時(shí)，脫模機(jī)構(gòu)在回程桿21和彈簧22的作用下復(fù)位；與此同時(shí)，后斜推桿11和前斜推桿12上端在動(dòng)模型芯2的斜槽中可分別向下向左與向下向右移動(dòng)，其下端隨著前T型槽塊13和后T型槽塊14下移分別在T型槽中向左與向右移動(dòng)。當(dāng)塑料熔體進(jìn)入模腔冷卻后，可成型左、右內(nèi)扶手5。

（2）左、右內(nèi)扶手注塑模開模狀態(tài)：如圖3(b)所示，當(dāng)定、動(dòng)模開啟后，左、右內(nèi)扶手的定模部分型腔被開啟，有利于左、右內(nèi)扶手6的脫模。

圖3 左、右內(nèi)扶手注塑模型槽斜推桿內(nèi)抽芯兼脫模機(jī)構(gòu)

（3）左、右內(nèi)扶手的脫模狀態(tài)：如圖2(c)所示，當(dāng)注射機(jī)頂桿推動(dòng)注塑模的安裝板18、推件板19、后斜推桿和前斜推桿在動(dòng)模型芯2的斜槽中作向右向左及向上的抽芯兼脫模運(yùn)動(dòng)。其下端分別在T型槽塊和后T型槽塊的T型槽中向右向左的移動(dòng)。與此同時(shí)，眾多的頂桿10向上移動(dòng)時(shí)可將左、右內(nèi)扶手頂脫動(dòng)模型腔。

前、后斜推桿在脫模過(guò)程中，是依靠動(dòng)模型芯斜槽和前T型槽塊、后T型槽塊的T型槽的作用，可完成對(duì)左、右內(nèi)扶手內(nèi)部型槽型芯的抽芯兼脫模。并在眾多的頂桿協(xié)助下，可完成對(duì)左、右內(nèi)扶手的脫模。由于前、后T型槽塊和頂桿作用于左、右內(nèi)扶手的背面，它們的痕跡只能留在左、右內(nèi)扶手的背面。左、右內(nèi)扶手分別各有二處內(nèi)部型槽要素，注塑模又為2處模腔。因此，注塑模有4處斜推桿內(nèi)抽芯兼脫模機(jī)構(gòu)。

5 左、右內(nèi)扶手注射成型缺陷預(yù)期分析

左、右內(nèi)扶手呈弓架形狀，其高度達(dá)70 mm，導(dǎo)致澆口套中主流道長(zhǎng)度超過(guò)140 mm，塑料熔體流程長(zhǎng)所產(chǎn)生的溫降大便會(huì)產(chǎn)生許多缺陷。建議澆口套應(yīng)外加裝電熱器，以保證進(jìn)入模具型腔時(shí)的熔體溫度。如圖4(a)所示，由于塑料熔體是從下端經(jīng)梯形腰壁型腔逆向流入上端，在逆流過(guò)程中使得模腔的氣體由料流趕到型腔的未端無(wú)法排出而產(chǎn)生填充不足或氣泡。另外，在塑料熔體逆流逐層填充過(guò)程中，塑料熔體溫度也是逐層降低，低溫塑料熔體形成冷凝分子團(tuán)會(huì)滯留在流程中成為流痕，甚至還會(huì)產(chǎn)生其它的缺陷。為了消除這些缺陷，如圖4(b)所示，建議在定模型芯多處設(shè)置排氣槽，使得模腔的氣體容易排出而實(shí)現(xiàn)左、右內(nèi)扶手的實(shí)體能充實(shí)塑料熔體?；蛘邼部谠O(shè)置在上端的兩側(cè)進(jìn)料，注塑模料流可自上至下順流填充，不僅不會(huì)產(chǎn)生填充不足或氣泡，還可避免出現(xiàn)縮痕、流痕、熔接痕、銀絲和僵塊等缺陷。

圖4 左、右內(nèi)扶手缺陷預(yù)期分析與預(yù)防措施

6 左、右內(nèi)扶手注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在制訂出了注塑模結(jié)構(gòu)可行性方案和對(duì)左、右內(nèi)扶手缺陷預(yù)期分析的基礎(chǔ)上，做到對(duì)模具結(jié)構(gòu)和成型左、右內(nèi)扶手缺陷心中有數(shù)之后，方可進(jìn)行注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或造型。

（1）模架：如圖5(a)所示，模架由動(dòng)模板1、限位板6、定模板7、澆口套8、內(nèi)六角螺釘9、16、18、定位圈10、定模墊板11、模腳12、推件板導(dǎo)柱13、安裝板14、推件板15、底板17、頂桿19、39、40、推板導(dǎo)套20、推板導(dǎo)柱21、導(dǎo)套30、導(dǎo)柱31、彈簧32和回程桿33組成。

圖5 左、右內(nèi)扶手注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（2）冷卻系統(tǒng)：如圖5(a)所示，定模冷卻系統(tǒng)，由定模型芯5和定模板中的冷卻水通道、密封件螺塞25、35、分流片24、“O”形密封圈36和冷卻水接頭37組成。動(dòng)模冷卻系統(tǒng)，由動(dòng)模板1和動(dòng)模型芯2中的冷卻水通道、密封件螺塞27、43、分流片26、O”形密封圈42和冷卻水接頭41組成。

（3）脫模和脫澆注系統(tǒng)冷凝料機(jī)構(gòu)：如圖5a所示，脫模機(jī)構(gòu)，由安裝板、推件板、推件板導(dǎo)柱、推板導(dǎo)套、推板導(dǎo)柱和頂桿、組成。澆注系統(tǒng)冷凝料機(jī)構(gòu)，由安裝板、推件板、推件板導(dǎo)柱、推板導(dǎo)套、推板導(dǎo)柱和拉料桿組成。

（4）回程機(jī)構(gòu)：由安裝板、推件板、回程桿和彈簧組成，該機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)脫模和脫澆注系統(tǒng)冷凝料機(jī)構(gòu)復(fù)位，有利于注塑加工能自動(dòng)循環(huán)進(jìn)行。

（5）導(dǎo)向構(gòu)件：定、動(dòng)模部分的定位和導(dǎo)向，由四組導(dǎo)柱和導(dǎo)套組成。脫模機(jī)構(gòu)與模架的定位和導(dǎo)向，由四件推板導(dǎo)套和四組推板導(dǎo)柱及推件板導(dǎo)柱組成。

上述各種機(jī)構(gòu)、系統(tǒng)、構(gòu)件和零部件設(shè)計(jì)和制造的到位，才能確保左、右內(nèi)扶手注塑模的設(shè)計(jì)和制造到位，最后才能確保左、右內(nèi)扶手成型加工的合格性。