卡車油箱蓋組件包塑注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

許赟和，文根保

中國(guó)航空工業(yè)航宇救生裝備有限公司（湖北襄陽(yáng) 441002）

1 引言

與轎車的油箱設(shè)置在車身內(nèi)部不同，卡車特別是重型卡車的油箱都是裸露在車身外部，而且對(duì)于大型重載貨車，通常還不止一個(gè)油箱。

基于卡車油箱的這種特性，出于安全及防盜的需要，油箱蓋通常帶有自鎖及防盜功能。

一般而言，油箱蓋需要與油箱口有很好的配合，而油箱蓋自身還集有鎖緊的結(jié)構(gòu)。鎖芯裝配在鎖殼內(nèi)部，通過(guò)鎖殼同鎖芯的配合，達(dá)到閉鎖的目的。

基于安全、防盜的需要，鎖的嚙合部分均為金屬結(jié)構(gòu)，一般為鋅合金，油箱蓋一般為塑料樹脂結(jié)構(gòu)，為保證結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)潔可靠及工業(yè)化生產(chǎn)的需要，一般采用二次注射或包塑的方式將兩者結(jié)合起來(lái)，本文所列范例就是采用了包塑的結(jié)構(gòu)。

2 卡車油箱蓋組件的形體分析

圖1a為卡車油箱蓋手柄二維圖，圖1d為卡車油箱蓋手柄三維圖?？ㄜ囉拖渖w手柄材料為：PC+30%GF，收縮率：0.3%，卡車油箱蓋手柄形狀為五星凸凹形殼體，殼體內(nèi)形中心上有φ94.4×1.6×9.7mm加強(qiáng)筋、多種臺(tái)階型孔和用于包塑卡車油箱蓋芯的實(shí)體?？ㄜ囉拖渖w手柄上有12.7×10.1×6.0mm凸臺(tái)和2×6.9×R5.3mm帶弧形的凸臺(tái)，弧形凸臺(tái)中有2×φ3mm型孔要素[1]?？ㄜ囉拖涫直?上端面上鎖形標(biāo)志是順時(shí)針轉(zhuǎn)向?yàn)殒i緊位置，逆時(shí)針轉(zhuǎn)向?yàn)殚_鎖位置。即打開或關(guān)閉卡車油箱蓋組件，只需要順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)就可以了。

圖1b為卡車油箱蓋芯二維圖，圖1e為卡車油箱蓋芯三維圖?？ㄜ囉拖渖w芯材料為45鋼，調(diào)質(zhì)30～34HRC?？ㄜ囉拖渖w芯外形上有4處φ32×11.8mm（弧長(zhǎng)）×45°的凸臺(tái)，中心有臺(tái)階孔和6.9×15.2mm與17×6mm臺(tái)階形槽。

圖1c為卡車油箱蓋組件二維圖，圖1f為卡車油箱蓋組件三維圖。卡車油箱蓋手柄1是利用PC+30%GF注射成型并包塑在卡車油箱蓋芯2上，形成卡車油箱蓋組件。由于卡車油箱蓋芯2的4處凸臺(tái)包塑在卡車油箱蓋手柄1之內(nèi)，便可限制卡車油箱蓋芯2沿軸向的轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)?？ㄜ囉拖渖w組件上還存在著4處斜面，是用于密封以防汽柴油的揮發(fā)。

3 卡車油箱蓋組件注射模結(jié)構(gòu)可行性方案

圖2a為中動(dòng)模型芯二維圖，圖2b為中動(dòng)模型芯三維圖。

圖1 卡車油箱蓋組件

圖2 中動(dòng)模型芯組件

3.1 分型面與抽芯結(jié)構(gòu)方案

由于卡車油箱蓋手柄所存在著五星凸凹的形狀要素[2]，其只能沿中心線方向脫模，如圖2a俯視圖所示。卡車油箱蓋手柄殼體上有2×6.9×R5.3mm弧形凸臺(tái)，而弧形凸臺(tái)中有2×φ3mm型孔要素。注射模結(jié)構(gòu)需要有2×φ3mm型孔的抽芯機(jī)構(gòu)，如圖2a的B-B剖視圖所示。

3.2 卡車油箱蓋手柄與卡車油箱蓋芯包塑結(jié)構(gòu)方案

由于卡車油箱蓋手柄與卡車油箱蓋芯在包塑過(guò)程中存在著相對(duì)位置的關(guān)系，卡車油箱蓋手柄為72°OY軸5等分的分布，卡車油箱蓋芯為90°OY軸4等分的分布，如圖2的C-C剖視圖所示。在包塑注射模設(shè)計(jì)過(guò)程中，一定要確?？ㄜ囉拖渖w芯在模具位置的正確。否則將會(huì)造成成型后卡車油箱蓋芯36.9×15.2mm與17×6mm臺(tái)階槽位置的偏移，將會(huì)導(dǎo)致卡車油箱蓋不合格。

4卡車油箱蓋注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

圖3a為卡車油箱蓋組件包塑注射模二維圖。圖3b為卡車油箱蓋組件包塑注射模三維圖。卡車油箱蓋組件包塑注射模的分型面為Ⅰ-Ⅰ和Ⅱ-Ⅱ，采用一模二腔結(jié)構(gòu)?？ㄜ囉拖渖w組件包塑注射模的設(shè)計(jì)，包括有模架、抽芯機(jī)構(gòu)、油箱蓋定位定向結(jié)構(gòu)、油箱蓋成型結(jié)構(gòu)、導(dǎo)向結(jié)構(gòu)、脫模機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、脫澆注系統(tǒng)冷凝料機(jī)構(gòu)、脫模機(jī)構(gòu)回程機(jī)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

4.1 模架設(shè)計(jì)

模架是注射模各種機(jī)構(gòu)、結(jié)構(gòu)和構(gòu)件組裝平臺(tái)[3]，本模具為三板模模架，如圖3主視圖和A-A剖視圖所示。模架由定模板1、中模板2、噴嘴定位圈8、澆口套9、動(dòng)模板15、頂桿安裝板25、推板26、導(dǎo)柱33、中模導(dǎo)套34、臺(tái)階螺釘35、動(dòng)模導(dǎo)套36、回程桿37、頂桿38、推板導(dǎo)柱39、模腳40和底板41等組成。

4.2 抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

圖3 卡車油箱蓋組件包塑注射模結(jié)構(gòu)

如圖2a所示，根據(jù)卡車油箱蓋手柄的形體分析，注射模結(jié)構(gòu)需要有2×φ3mm型孔的抽芯機(jī)構(gòu)。如圖3俯視圖和A-A剖視圖所示，抽芯機(jī)構(gòu)由抽芯型芯16、斜楔17、滑鍵18、沉頭螺釘19、彈簧20、滑塊21、碰柱29、彈簧30、止動(dòng)螺釘31和壓塊32組成。定模座板1開啟時(shí)，斜楔17和滑鍵18離開滑塊21，滑塊21帶著抽芯型芯16在彈簧20彈性力作用下進(jìn)行抽芯運(yùn)動(dòng)。定模中動(dòng)模閉合時(shí)，斜楔17推動(dòng)著由安裝在2塊壓塊32組成槽中的滑塊21，滑塊21帶動(dòng)著安裝在其T形槽中抽芯型芯16壓縮彈簧20進(jìn)行復(fù)位可注射成型2×φ3mm的型孔。斜楔17一方面起到推動(dòng)滑塊21和抽芯型芯16進(jìn)行復(fù)位運(yùn)動(dòng)的作用，另一方面起到楔緊滑塊21和抽芯型芯16的作用。滑塊21可在2塊壓塊32組成的槽中進(jìn)行抽芯和復(fù)位運(yùn)動(dòng)，還可使用沉頭螺釘19固定在斜楔17上并使滑鍵18沿著滑塊21的槽中滑動(dòng)，以保證抽芯和復(fù)位的精確性。動(dòng)模板15上安裝有碰柱29、彈簧30和止動(dòng)螺釘31，當(dāng)滑塊21和抽芯型芯16在彈簧20作用下抽芯時(shí)，滑塊21底面的4×SR2mm半球形坑接觸到碰柱29，碰柱29在彈簧30的作用下進(jìn)入4×SR2mm半球形坑后鎖住滑塊21和抽芯型芯16，可以為了防止滑塊21和抽芯型芯16在彈簧20作用下滑出模具。

4.3 卡車油箱蓋手柄成型與卡車油箱蓋芯的定位和定向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

如圖2所示，中動(dòng)模鑲嵌件中所有成型卡車油箱蓋手柄4成型件成型面的尺寸都需要放大塑料的收縮率。動(dòng)模鑲嵌件2成型卡車油箱蓋手柄4的內(nèi)形，中模鑲嵌件1成型卡車油箱蓋手柄4外形，中動(dòng)模鑲嵌件的位置是依靠4個(gè)圓柱銷來(lái)保證。中、動(dòng)模成型件的定位是依靠動(dòng)模小型芯7與卡車油箱蓋芯3的配合尺寸28.5±0.03mm及中模小型芯10與卡車油箱蓋芯3的配合尺寸4.3±0.02mm的精度來(lái)保證，定向主要是要保證卡車油箱蓋芯3與卡車油箱蓋手柄4的方向。

動(dòng)模的型芯組件的定向，動(dòng)模大型芯5是依靠與動(dòng)模鑲嵌件2之間的E平面的配合進(jìn)行定向，動(dòng)模型芯5與動(dòng)模U型芯6的定位是依靠U型芯與U型槽的配合，動(dòng)模U型芯6與動(dòng)模小型芯7之間的定位是依靠F平面的配合。

4.4 脫卡車油箱蓋組件與脫冷凝料及回程機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

如圖3所示，卡車油箱蓋組件脫模之后，脫模機(jī)構(gòu)必須復(fù)位并要將澆口冷凝料切斷，將主澆道、分澆道的冷凝料脫模，才能連續(xù)不斷地加工。

脫模機(jī)構(gòu)由頂桿安裝板25、推板26和多個(gè)頂桿38組成，中動(dòng)模分開后，脫模機(jī)構(gòu)在注射機(jī)頂桿作用下可將卡車油箱蓋組件頂脫模。

回程機(jī)構(gòu)由頂桿安裝板25、推板26和4根回程桿37組成，中動(dòng)模閉合時(shí)，在回程桿37頂中模板2的推動(dòng)下可實(shí)現(xiàn)脫模機(jī)構(gòu)的復(fù)位。

冷凝料脫模機(jī)構(gòu)由頂桿安裝板25、推板26和拉料桿28組成，冷凝料脫模機(jī)構(gòu)在中動(dòng)模開啟時(shí)，先是將澆口套9中冷凝料拉出，在脫卡車油箱蓋組件時(shí)又將主澆道和分澆道的冷凝料推脫模。

4.5 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

如圖3所示，卡車油箱蓋手柄在加工過(guò)程中，熔融的塑料通過(guò)澆注系統(tǒng)將熱量傳遞到動(dòng)模鑲嵌件3或定模鑲嵌件4中。隨著連續(xù)不斷的加工熱量不斷地升高，高溫會(huì)使卡車油箱蓋手柄4產(chǎn)生過(guò)熱碳化。冷卻系統(tǒng)由“O”形密封圈22、堵頭23、分流片24和接頭41組成，冷卻水從接頭41一端流進(jìn)動(dòng)模鑲嵌件3或定模鑲嵌件4的流道中，為了加工出能巡回流動(dòng)的流道，在流道另一端必須加工出管螺紋孔，用安裝堵頭23以防止水的外泄。如圖3的A-A剖視圖所示，在不能形成回路的流道中，可以在堵頭23上焊接分流片24，分流片24將同一流道分隔成2半圓形回路。動(dòng)模鑲嵌件3與動(dòng)模板15以及中模鑲嵌件4與中模板2之間要安裝“O”形密封圈22，以防接縫間冷卻水的泄漏造成模具銹蝕。

4.6 其它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

卡車油箱蓋組件包塑注射模還有導(dǎo)向結(jié)構(gòu)、開模結(jié)構(gòu)，如圖3所示。導(dǎo)向結(jié)構(gòu)為定模、中模和動(dòng)模之間的導(dǎo)柱33、中模導(dǎo)套34和動(dòng)模導(dǎo)套36，它們的組合是確保定模、中模和動(dòng)模閉模時(shí)位置精度，開模時(shí)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。推板導(dǎo)柱39的作用是保證頂桿安裝板25和推板26、拉料桿28、回程桿37和頂桿38脫模和復(fù)位運(yùn)動(dòng)的精確性。臺(tái)階螺釘35是確保定模板1和中模板2之間的開啟距離，一方面不能讓中模板2從導(dǎo)柱33上掉落，另一方面保證冷凝料能從定模板1和中模板2開啟的距離中脫落。

5 結(jié)束語(yǔ)

卡車油箱蓋組件包塑注射模抽芯機(jī)構(gòu)和車油箱蓋手柄成型與卡車油箱蓋芯的定位和定向結(jié)構(gòu)，雖然能夠保證卡車油箱蓋組件包塑成型。但抽芯機(jī)構(gòu)的抽芯運(yùn)動(dòng)是依靠彈簧的彈力，眾所周知，彈簧使用久了會(huì)出現(xiàn)失效現(xiàn)象。如沒有及時(shí)更換，型孔的型芯不能及時(shí)抽芯，塑件就不能脫模，型孔的型芯會(huì)產(chǎn)生折斷，建議采用斜導(dǎo)柱滑塊抽芯機(jī)構(gòu)。中、動(dòng)模型芯的定向結(jié)構(gòu)，動(dòng)模大型芯和動(dòng)模小型芯的定向，都是采用圓柱體銑一平面的方法。圓柱體銑一平面加工還比較容易，臺(tái)階圓柱孔要想留一平面的加工就比較困難，只能采用電火花加工。建議在圓柱體和臺(tái)階圓柱孔結(jié)合輪轂處加工圓柱孔后，在圓柱孔中安裝圓柱銷，這樣可以大幅度降低加工的難度和費(fèi)用。