轎車外開拉手端蓋注塑模結(jié)構(gòu)方案可行性分析與設(shè)計(jì)

熊利軍，文根保

(1.湖北航宇精工科技有限公司，湖北 襄陽 441007；2.中國航空工業(yè)航宇救生裝備有限公司，湖北 襄陽 441007)

0 引言

拉手端蓋是轎車門拉手組件上的一個(gè)零件，注塑模結(jié)構(gòu)是取決于注塑件的形體要素的形式。對(duì)于注塑模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，首先是要進(jìn)行注塑件形體要素的可行性分析，之后根據(jù)其形體要素選取相對(duì)應(yīng)的模具結(jié)構(gòu)措施，也就是要確定對(duì)應(yīng)的模具結(jié)構(gòu)方案，還需要對(duì)模具結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行充分的論證。在確定了模具結(jié)構(gòu)方案論證之后，才能進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和造型。

1 拉手端蓋的形體要素可行性分析

拉手端蓋二位維圖和分型面I-I，如圖1(a)所示。拉手端蓋三維造型，如圖1(b)所示。材料為30%玻璃纖維增強(qiáng)聚酰胺6（黑色）QYSS08-92，收縮率為1.5%～2.5%。

圖1 拉手端蓋與形體要素分析及造型

拉手端蓋形體上存在著垂直開閉模方向的2×Φ5.1 mm側(cè)向型孔要素［1］、2×3 mm×1.2 mm×2.5型槽要素；M6 mm×1 mm螺孔要素；R0.7 mm弓形高“障礙體”要素［2］和“外觀”要素［3］；拉手端蓋是轎車門拉手組件的一個(gè)零件，而轎車的四扇門又有四個(gè)拉手。轎車的產(chǎn)量本身就很大，加上一輛轎車四個(gè)拉手產(chǎn)量應(yīng)該是特大。

2 拉手端蓋注塑模結(jié)構(gòu)可行性方案分析

根據(jù)拉手端蓋形體要素的分析，針對(duì)存在的R0.7 mm弓形高“障礙體”要素，需要以在R0.7 mm象限點(diǎn)處作注塑模的分型面Ⅰ-Ⅰ將模具分成動(dòng)模部分和定模部分。對(duì)于存在的垂直開閉模方向的2×Φ5.1 mm側(cè)向型孔要素和2×3 mm×1.2 mm×2.5 mm型槽要素，分別采用斜導(dǎo)柱滑塊抽芯機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)成型垂直開閉模方向型孔和型槽型芯的抽芯。對(duì)于平行閉模方向M6 mm×1 mm螺孔，可采用螺紋嵌件桿支撐的結(jié)構(gòu)。螺紋嵌件桿在與拉手端蓋一起脫模之后，人工可利用氣動(dòng)或電動(dòng)取螺桿器取出螺紋嵌件桿。對(duì)于特大批量，可以提高模具使用壽命和一模四腔模具結(jié)構(gòu)自動(dòng)化加以解決。對(duì)于“外觀”要素，定模型腔在數(shù)銑之后需要拋光鍍鉻，澆注系統(tǒng)采用潛伏式點(diǎn)澆口，并將點(diǎn)澆口和頂桿的位置均設(shè)置拉手端蓋內(nèi)型腔處，可實(shí)現(xiàn)拉手端蓋外表面不存在任何模具結(jié)構(gòu)的痕跡。

3 拉手端蓋注塑模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

拉手端蓋注塑模結(jié)構(gòu)由模架、定模部分、動(dòng)模部分、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、2種斜導(dǎo)柱滑塊抽芯機(jī)構(gòu)、拉手端蓋和脫澆注系統(tǒng)冷凝料機(jī)構(gòu)、回程機(jī)構(gòu)、限位組件和導(dǎo)向構(gòu)件等組成。

3.1 模架

如圖2(a)所示，包括有定模墊板1、定模板2、動(dòng)模板5、頂桿6、定位圈7、安裝板17、推件板18、底板19、內(nèi)六角螺釘21、39、43、彈簧25、回程桿26、模腳40、導(dǎo)柱41和導(dǎo)套42等， 模架是整副模具零部件安裝及與注塑機(jī)連接的平臺(tái)。

3.2 定模部分

如圖2(a)所示，由定模墊板、定模板、定模鑲件、定位圈、澆口套、斜導(dǎo)柱10、27、滑塊11、34、臺(tái)階螺釘12、楔緊塊13、35和內(nèi)六角螺釘43等組成。

3.3 動(dòng)模部分

如圖2(a)所示，由動(dòng)模鑲件4、動(dòng)模板、頂桿、方孔型芯9、滑塊11、34、限位銷14、22、彈簧15、24、25、33、螺塞 16、23、36、46、安裝板、推件板、底板、推件板導(dǎo)柱20、內(nèi)六角螺釘21、39、回程桿、模腳、導(dǎo)柱、導(dǎo)套和壓板45等組成。

3.4 成型件

如圖2(a)所示，包括有定模鑲件、動(dòng)模鑲件、方孔型芯和圓柱型芯32。由于塑料的熱脹冷卻，這些成型件的尺寸都需要放大塑料的收縮率，成型件的尺寸=拉手端蓋圖紙尺寸＋拉手端蓋圖紙尺寸×30%玻璃纖維增強(qiáng)聚酰胺6收縮率2%。為了拉手端蓋便于脫模，所有平行模具開閉模方向的型面均制成1°～1°30′斜度。

3.5 冷卻系統(tǒng)

如圖2(a)所示，包括有定模板與定模鑲件的冷卻系統(tǒng)和動(dòng)模板與動(dòng)模鑲件的冷卻系統(tǒng)。由于注塑模在成型加工過程中，熔融的塑料將熱量傳遞到定模和動(dòng)模部分，隨著不斷的連續(xù)加工，模具的熱量不斷的積累會(huì)導(dǎo)致定模和動(dòng)模熱量飚升，最終使得塑料產(chǎn)生過熱失去其機(jī)械性能。

圖2 拉手端蓋注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）定模冷卻系統(tǒng)

如圖2(a)所示，由定模板2與定模鑲件3中冷卻水通道、螺塞36、“O”形密封圈37和冷卻水接頭組成。冷卻水從冷卻水接頭38流入經(jīng)過定模中冷卻水通道，又從另一個(gè)冷卻水接頭流出，將熱量帶走起到降低模溫的作用。

（2）動(dòng)模冷卻系統(tǒng)

如圖2(a)所示，由動(dòng)模板與動(dòng)模鑲件中冷卻水通道、螺塞46、“O”形密封圈47和冷卻水接頭48組成。冷卻水由冷卻水接頭流入經(jīng)動(dòng)模中冷卻水通道，又從另一個(gè)冷卻水接頭流出，將熱量帶走起到降低模溫的作用。

3.6 回程機(jī)構(gòu)

如圖2(a)所示，由安裝板、推件板、回程桿和彈簧25組成，該機(jī)構(gòu)可以實(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。

3.7 限位組件

如圖2(a)所示，由限位銷14、22、彈簧15、24、、螺塞16、23組成。

3.8 導(dǎo)向組構(gòu)件

如圖2(a)所示，由導(dǎo)柱41和導(dǎo)套42組成，定、動(dòng)模的定位與開閉模運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向，脫模與回程機(jī)構(gòu)的脫模與回程運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向，由推件板導(dǎo)柱保證。注塑模安裝澆注系統(tǒng)與注射機(jī)噴嘴的定位，由定位圈保證。

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，才能確保拉手端蓋注塑模的到位，最后才能確保拉手端蓋成型加工的合格。

4 拉手端蓋注塑模澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

如圖3澆注系統(tǒng)由澆口套22中主流道24、動(dòng)模鑲件2與定模鑲件8之間的分流道25及潛伏點(diǎn)澆口9組成.注射機(jī)噴嘴中的塑料熔體通過主流道、分流道及潛伏點(diǎn)澆口9流入模具型腔，冷卻后成型拉手端蓋7。

圖3 拉手端蓋注塑模澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

5 拉手端蓋注塑模的斜導(dǎo)柱滑塊抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

根據(jù)制定的拉手端蓋注塑模結(jié)構(gòu)方案，對(duì)于存在著垂直開閉模方向的2×Φ5.1 mm側(cè)向型孔要素和2×3 mm×1.2 mm×2.5 mm型槽要素，分別采用斜導(dǎo)柱滑塊抽芯機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)成型垂直開閉模方向型孔與型槽的型芯抽芯。抽芯完成后，才能實(shí)現(xiàn)拉手端蓋的脫模。

5.1 拉手端蓋圓柱孔注塑模的斜導(dǎo)柱滑塊抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

由于2×Φ5.1 mm側(cè)向型孔垂直開閉模方向，需要采用斜導(dǎo)柱滑塊抽芯機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)型孔型芯的抽芯。

（1）拉手端蓋注塑模閉模狀態(tài)

如圖4(a)所示，當(dāng)定、動(dòng)模閉合時(shí)，斜導(dǎo)柱8插入滑塊7的斜孔內(nèi)，撥動(dòng)滑塊和圓柱型芯12并且壓縮彈簧22進(jìn)行復(fù)位運(yùn)動(dòng)，同時(shí)使得滑塊底面的半球形凹坑迫使限位銷5壓縮彈簧4，使得限位銷退回安裝孔中。為了防止斜導(dǎo)柱因剛性不足，在大的注射壓力和保壓力作用下造成圓柱型芯退讓，影響到拉手端蓋13抽芯型面的尺寸不符合圖紙要求?？蛇\(yùn)用楔緊塊6的斜面楔緊滑塊的斜面。拉手端蓋被頂脫模，注射機(jī)頂桿撤退之后，在彈簧14的彈性恢復(fù)作用下脫模機(jī)構(gòu)和回程機(jī)構(gòu)可以復(fù)位。為了防止彈簧14使用時(shí)間長久后出現(xiàn)的疲勞，不能使脫模機(jī)構(gòu)和回程機(jī)構(gòu)最終復(fù)位，可依靠閉模運(yùn)動(dòng)使定模板11推著回程桿15、安裝板17、推件板18和頂桿20、21精確復(fù)位。

（2）拉手端蓋注塑模抽芯狀態(tài)

如圖4(b)所示，當(dāng)定模開啟時(shí)，斜導(dǎo)柱撥動(dòng)滑塊和圓柱型芯產(chǎn)生抽芯運(yùn)動(dòng)。為防止滑塊和圓柱型芯在大的抽芯運(yùn)動(dòng)慣性作用下滑離動(dòng)模板1，以及確保滑塊抽芯后斜孔的位置正好對(duì)準(zhǔn)斜導(dǎo)柱.為此，設(shè)置了螺塞3、彈簧4和限位銷5的限位組件。當(dāng)滑塊7底面的半球形凹坑抽芯至限位銷位置時(shí)，在彈簧4的作用下限位銷進(jìn)入半球形凹坑可以鎖住滑塊和圓柱型芯。

（3）拉手端蓋注塑模開模狀態(tài)：如圖4(c)所示，當(dāng)注射機(jī)頂桿頂著安裝板、推件板和頂桿時(shí)，可將拉手端蓋頂脫動(dòng)模鑲嵌件2。

圖4 拉手端蓋圓柱孔注塑模斜導(dǎo)柱滑塊抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

5.2 拉手端蓋方孔注塑模的斜導(dǎo)柱滑塊抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

由于存在著垂直開閉模方向的2×3 mm×1.2 mm×2.5 mm型槽要素，需要采用斜導(dǎo)柱滑塊抽芯機(jī)構(gòu)進(jìn)行型槽型芯的抽芯。

（1）拉手端蓋注塑模閉模狀態(tài)

如圖5(a)所示，注塑模可完成以下動(dòng)作，其方孔型芯注塑模抽芯、限位和回程機(jī)構(gòu)的動(dòng)作過程與本文中第5.1的(1）內(nèi)容相同。當(dāng)定、動(dòng)模閉合時(shí)，斜導(dǎo)柱8撥動(dòng)滑塊7和方孔型芯12進(jìn)行復(fù)位運(yùn)動(dòng)，限位銷5鎖住滑塊和方孔型芯，楔緊塊6的斜面楔緊滑塊斜面，定模板11推著回程桿16和安裝板18、推件板19和頂桿21、22精確復(fù)位。

（2）拉手端蓋注塑模抽芯狀態(tài)

如圖5(b)所示，其方孔型芯注塑模抽芯機(jī)構(gòu)動(dòng)作過程與本文中第5.1的(2）內(nèi)容相同。當(dāng)定模開啟時(shí)，斜導(dǎo)柱撥動(dòng)滑塊和方孔型芯產(chǎn)生抽芯運(yùn)動(dòng)，限位銷鎖緊滑塊和圓柱型芯。

（3）拉手端蓋注塑模開模狀態(tài)

如圖5(c)所示，其方孔型芯注塑模抽芯機(jī)構(gòu)動(dòng)作過程與本文中第5.1的(3）內(nèi)容相同。當(dāng)注射機(jī)頂桿頂著安裝板、推件板和頂桿時(shí)，可將拉手端蓋頂脫動(dòng)模鑲嵌件2。

圖5 拉手端蓋方孔注塑模的斜導(dǎo)柱滑塊抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

6 結(jié)束語

拉手端蓋注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在全面和完整進(jìn)行注塑件形體要素分析后，接著應(yīng)依據(jù)注塑件形體要素制訂注塑模結(jié)構(gòu)方案與論證的基礎(chǔ)上，所設(shè)計(jì)的拉手端蓋注塑模能加工出合格的拉手端蓋。充分地說明了要使設(shè)計(jì)注塑模能生產(chǎn)出合格的注塑件，就必須通過注塑件的形體要素分析，并需要進(jìn)行嚴(yán)格的注塑模結(jié)構(gòu)方案分析與論證，才是注塑模結(jié)構(gòu)正確設(shè)計(jì)過程。