汽車方向機(jī)護(hù)罩斜頂彈針結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

徐 洲，何豐利，李 雙，黃 炎，嚴(yán)強(qiáng)林

（湖北齊星模具制造股份有限公司，湖北隨州 441300）

1 引言

模具是工業(yè)生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)裝備，它以其自身的特殊形狀通過(guò)一定的方式使原材料成型。由于使用模具生產(chǎn)的制品所表現(xiàn)出來(lái)的高效率、低消耗、高一致性、高精度和高復(fù)雜程度，是其它任何加工制造方法所不及的，因此模具得到了非常廣泛的應(yīng)用。而注射模就是眾多模具中應(yīng)用較為廣泛的一種。

塑料制品在人們?nèi)粘Ｉ钪屑艾F(xiàn)代化生產(chǎn)領(lǐng)域中得到日益廣泛的應(yīng)用。隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，社會(huì)對(duì)塑料制品的需求越來(lái)越大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中，60%～90%的工業(yè)制品需要使用模具加工，模具工業(yè)已經(jīng)成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。而注射模在模具中的所占的分量也是比較大的一塊，其發(fā)展也是十分的迅速，在模具市場(chǎng)中占有較大的份額。

2 塑件分析

圖1所示塑件為汽車方向機(jī)護(hù)罩，是方向機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的裝飾件，屬于汽車內(nèi)飾件。塑料：PP-TD20，收縮率為1.1%，模具穴數(shù)為1×1，塑件外觀有皮紋要求。塑膠尺寸為226×224×207mm，屬于中小型模具。

圖1 護(hù)罩

主要設(shè)計(jì)難點(diǎn)為塑件內(nèi)部的4個(gè)柱子，此柱子高度都在28mm左右，出模行程較大，做結(jié)構(gòu)的空間小，為塑件脫模增加了難度。另外因?yàn)镻P材料的特性，變形量較大，而且此塑件的形狀為弧形，柱子較長(zhǎng)且有較多骨位，增加了塑件變形、粘模的風(fēng)險(xiǎn)，因此塑件內(nèi)表面的柱子考慮做帶彈針的斜頂，讓塑件在頂出的時(shí)候有彈針對(duì)塑件有個(gè)側(cè)向的推力，輔助斜頂能夠順利的脫離塑件柱子。而塑件外觀面上有4個(gè)孔，且外觀面需要做粗皮紋，塑件側(cè)面的出模角度無(wú)法滿足，如圖2方框所示，所以考慮做兩個(gè)大滑塊，類似于哈夫模的設(shè)計(jì)。這種結(jié)構(gòu)會(huì)在塑件外觀面留兩條分型線，一般需要塑件工程師確認(rèn)同意后方可使用。

圖2 斜率分析

3 分型面設(shè)計(jì)

模具上用于取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可以分離的接觸面，通常稱為接觸面，分型面的選擇直接影響模具的加工，塑件的外觀質(zhì)量等方面，所以在選擇分型面時(shí)需要遵循一些基本原則，如：

（1）便于塑件的脫模。主要包含：在開(kāi)模時(shí)塑件留在動(dòng)模內(nèi)；有利于側(cè)向分型和抽芯；合理安排塑件在型腔中的位置。

（2）考慮塑件的外觀質(zhì)量。如夾線外露、夾線精度及美觀度。

（3）便于加工成型及模具研配，模具型面到到丹率90%以上。

（4）利于模具排氣。

而分型面的形式也有很多種，主要有平面、斜面、階梯面、曲面等（即枕位、碰穿、插穿）。分型面設(shè)計(jì)要求平滑順，且盡量選擇平面，方面模具加工與后期鉗工的研配。此塑件的外形相對(duì)比較簡(jiǎn)單，取出最大外形的分型線，如圖3所示，按出模方向進(jìn)行延伸，補(bǔ)面即可得出塑件的分型面，具體如圖4所示。

圖3 分型線示意

圖4 分型面示意

4 模具結(jié)構(gòu)

由于塑件外觀面與內(nèi)表面均有不可取消的倒空，及塑件安裝點(diǎn)，因此模具必須設(shè)計(jì)出滿足出模條件的側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)，使得塑件在模具開(kāi)模后能夠順利的頂出，方便人工或機(jī)械手取件。

通過(guò)對(duì)塑件的進(jìn)行結(jié)構(gòu)分型，此塑件要滿足順利出模的條件，需要在外表面做兩個(gè)滑塊進(jìn)行側(cè)向分型，內(nèi)部做兩個(gè)斜頂對(duì)安裝柱進(jìn)行抽芯，且斜頂內(nèi)部需要做彈針，因?yàn)樾表數(shù)捻敵雒娣e足夠大，且行程空間的原因，不需要再另外布頂桿頂出，如圖5所示。

圖5 結(jié)構(gòu)2D圖

塑件通過(guò)合模、注塑、保壓、冷卻等注射成型工序后，在注塑機(jī)的動(dòng)力作用下，動(dòng)、定模板首先開(kāi)始開(kāi)模，此時(shí)滑塊5在斜導(dǎo)柱6的驅(qū)動(dòng)下向側(cè)面滑動(dòng)，待滑塊行程結(jié)束后完成對(duì)塑件側(cè)壁孔的抽芯。然后在油缸12的驅(qū)動(dòng)下針板（頂針面/底板）帶動(dòng)斜頂座運(yùn)動(dòng)，使得斜頂16開(kāi)始對(duì)塑件進(jìn)行頂出，此時(shí)彈針15因?yàn)楹竽Ｖ鄙砦坏拇嬖诩由闲表數(shù)男毕蜻\(yùn)動(dòng)，對(duì)塑件產(chǎn)生一個(gè)側(cè)向推動(dòng)的力，使得塑件柱子脫離斜頂。當(dāng)彈針脫離后模直身位后，在彈簧14的作用下復(fù)位，待取出塑件后進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。

5 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

塑件的模具排位為一模一腔，由于塑件表面外觀有皮紋要求，塑件表面無(wú)法進(jìn)膠。通過(guò)模流分析，選擇熱流道轉(zhuǎn)冷流道側(cè)澆口進(jìn)膠的方式，此方法優(yōu)點(diǎn)在于加工簡(jiǎn)單，出模方便，缺點(diǎn)是會(huì)在塑件上留料把，后期需要人工修出。但是因?yàn)槠浞奖愫?jiǎn)單的特點(diǎn)，注塑壓力損失小等特點(diǎn)，被廣泛的使用。如圖6所示。

圖6 澆注系統(tǒng)圖

由于此塑件結(jié)構(gòu)較為緊湊，采用了直沖式的流道，這樣可以很好的節(jié)省空間，流道形狀為U型，澆口為側(cè)進(jìn)膠的扇形澆口，使得進(jìn)膠更加的流暢，滿足注塑要求，較少注塑過(guò)程中的壓力損失。

6 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

冷卻系統(tǒng)作為注塑模具的重要組成部分之一，其作用直接影響到塑件的成型質(zhì)量。良好的冷卻系統(tǒng)使得模具各零件溫度均勻，可以縮短成型周期、提升塑件品質(zhì)、使模具整體溫度均勻，預(yù)防熱膨脹不均導(dǎo)致模具開(kāi)裂。通過(guò)控制模具溫度也可以使塑件朝有利的方面收縮和翹曲。

此模具考慮到塑件后續(xù)的變形問(wèn)題，在定模型腔、動(dòng)模型芯、斜頂、滑塊中均排布了冷卻水道，讓塑件得到均勻的冷卻，縮短整體注塑周期，提高生產(chǎn)效率，如圖7所示。

圖7 冷卻系統(tǒng)圖

7 結(jié)論

通過(guò)試模驗(yàn)證，此結(jié)構(gòu)很好的解決了此類斜頂行程大，粘模風(fēng)險(xiǎn)高的問(wèn)題，使得塑件的合格率得到提升，滿足生產(chǎn)裝車需求。