新型汽車(chē)保險(xiǎn)杠注塑模具頂出延遲機(jī)構(gòu)的研究

摘 要：針對(duì)汽車(chē)前后保險(xiǎn)杠注塑模具生產(chǎn)取件過(guò)程中，產(chǎn)品被模具大直頂頂塊拉傷的問(wèn)題，本文論述了一種新型頂出延遲機(jī)構(gòu)，在傳統(tǒng)模具頂出基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，確保了產(chǎn)品頂出后與大直頂頂塊徹底脫離，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)正常的取件。

關(guān)鍵詞：保險(xiǎn)杠 注塑模具 頂出 延遲機(jī)構(gòu)

汽車(chē)前后保險(xiǎn)杠是汽車(chē)中最重要的外觀件[1]，為實(shí)現(xiàn)造型美觀、輕量化及考慮綜合成本最優(yōu)，95%以上的乘用車(chē)都采用塑料PP作為原材料，前后霧燈及其他裝飾部件都裝配在保險(xiǎn)杠上，因此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)趨于復(fù)雜化，對(duì)保險(xiǎn)杠模具注塑生產(chǎn)過(guò)程中頂出取件提出更高要求。保險(xiǎn)杠產(chǎn)品注塑成型后脫模時(shí)，產(chǎn)品背面筋條結(jié)構(gòu)易出現(xiàn)粘后模和粘頂塊的問(wèn)題，導(dǎo)致產(chǎn)品無(wú)法順利取件甚至取件時(shí)直接拉傷產(chǎn)品。

目前行業(yè)內(nèi)，保險(xiǎn)杠注塑模具大多采用三級(jí)頂出機(jī)構(gòu)，當(dāng)出現(xiàn)筋條粘頂塊時(shí)，通過(guò)改變模具結(jié)構(gòu)或者直接更改保險(xiǎn)杠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，但改變模具結(jié)構(gòu)，例如模具內(nèi)增加頂塊和頂針布置、增加二級(jí)頂出，不僅會(huì)導(dǎo)致模具制造成本的增加，并且由于受到注塑機(jī)臺(tái)容模量限制、模具閉合高度無(wú)法改變而具有其固有局限性，而更改產(chǎn)品結(jié)構(gòu)則會(huì)直接影響產(chǎn)品裝配要求，對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的合理性造成不利影響。

基于以上背景，本文主要介紹了一種新型汽車(chē)保險(xiǎn)杠注塑模具頂出延遲機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)分型保險(xiǎn)杠裝飾件加強(qiáng)筋條脫模取件。

1 保險(xiǎn)杠工藝性分析

汽車(chē)保險(xiǎn)杠是汽車(chē)的重要外飾塑料件之一，如圖1所示某前保險(xiǎn)杠產(chǎn)品尺寸為：1894×630×627，結(jié)構(gòu)復(fù)雜[2]，兩端與車(chē)身翼子板搭接處采用內(nèi)分型，倒扣采用外拉滑塊結(jié)構(gòu)，其中的霧燈固定點(diǎn)：8個(gè)（圖中1—4，左右對(duì)稱(chēng)），線束安裝點(diǎn)6個(gè)（圖中5—7，左右對(duì)稱(chēng)），需采用斜頂機(jī)構(gòu)出模，與大燈裝配區(qū)域加強(qiáng)筋條（如圖2）采用大直頂機(jī)構(gòu)成型及出模（如圖3）；保險(xiǎn)杠模具多級(jí)頂出過(guò)程機(jī)理如圖4～圖8，頂出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)到極限位置時(shí)（如圖9、圖10），需要設(shè)計(jì)特殊機(jī)構(gòu)脫模，采用2800T的注塑機(jī)注塑成型。

2 保險(xiǎn)杠模具傳統(tǒng)頂出機(jī)構(gòu)原理及局限性

如圖3為某前保險(xiǎn)杠注塑模具，其頂出機(jī)構(gòu)中的左右大直頂頂塊（3）通過(guò)推桿（4）直接固定在頂出面針板（6）上，隨頂出面針板同步運(yùn)動(dòng)和停止。

2.1 第一級(jí)頂出機(jī)理

第一級(jí)頂出作用原理：如圖4所示，該前保險(xiǎn)杠模具的頂出底針板受到氮?dú)鈴椈傻耐苿?dòng)力脫離底板，并帶動(dòng)面針板及其他頂出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，完成第一級(jí)頂出，頂出行程為D。第一級(jí)頂出的目的在于實(shí)現(xiàn)內(nèi)分型保險(xiǎn)杠產(chǎn)品出模前，兩側(cè)通過(guò)拉塊作用力實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品向內(nèi)拉變形，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品順利脫模，避免拉傷。

2.2 第二級(jí)頂出機(jī)理

第二級(jí)頂出作用原理：如圖5所示，面針板受到注塑機(jī)頂桿的推動(dòng)力繼續(xù)頂出，底針板由于通過(guò)扣機(jī)與面針板固定，因此隨面針板同步運(yùn)動(dòng)，直至扣機(jī)脫開(kāi)而停止，完成第二級(jí)頂出，頂出行程為U。第二級(jí)頂出的目的在于實(shí)現(xiàn)保險(xiǎn)杠兩側(cè)大斜頂及推塊的脫出，同時(shí)實(shí)現(xiàn)內(nèi)分型拉塊的復(fù)位。

扣機(jī)脫開(kāi)原理：如圖6所示，頂出底針板（1）、頂出面針板（2）沿Z向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)至彈塊（4）碰到扣機(jī)開(kāi)鎖桿（7）時(shí)，扣機(jī)彈簧（3）受力壓縮，同時(shí)彈塊（4）與扣機(jī)鎖鉤（5）脫開(kāi)，確保面針板與底針板脫離，為第三級(jí)頂出面針板運(yùn)動(dòng)做好準(zhǔn)備，如圖7。

2.3 第三級(jí)頂出機(jī)理

第三級(jí)頂出作用原理：如圖8，頂出面針板與頂出底針板脫開(kāi)扣機(jī)，頂出底針板不再隨頂出面針板運(yùn)動(dòng)，頂出面針板受注塑機(jī)頂桿推動(dòng)繼續(xù)帶動(dòng)大直頂塊頂出，頂出行程為V；第三級(jí)頂出的目的在于全部斜頂脫離產(chǎn)品倒扣結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)保險(xiǎn)杠產(chǎn)品完全脫模。

如圖9，大直頂頂塊（5）推動(dòng)斜頂連接桿（6），帶動(dòng)斜頂（2）運(yùn)動(dòng)，斜頂沿斜度為α方向頂出，在Y向也產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)分量，脫離保險(xiǎn)杠產(chǎn)品（1）。

第三級(jí)頂出結(jié)束時(shí)，保險(xiǎn)杠產(chǎn)品的加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)完全嵌在大直頂?shù)捻攭K中（如圖10），導(dǎo)致產(chǎn)品無(wú)法從頂塊中取出；若強(qiáng)制取出零件，將造成大直頂頂塊中的加強(qiáng)筋條產(chǎn)生變形、拉傷，影響產(chǎn)品的質(zhì)量。

3 模具增加第四級(jí)頂出方案可行性分析

若在產(chǎn)品的兩側(cè)增加頂塊，由于有抽芯機(jī)構(gòu)（如圖11中1、2）干涉無(wú)法布置，且需增加第四級(jí)頂出結(jié)構(gòu)復(fù)雜[3]，注塑周期長(zhǎng)（需增加15s），最關(guān)鍵是模具閉合高度H＞1900mm，無(wú)法安裝進(jìn)注塑機(jī)，因此增加第四級(jí)頂出方案不可行，需要設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)解決脫模取件問(wèn)題。

4 保險(xiǎn)杠模具頂出延遲結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的技術(shù)要點(diǎn)

針對(duì)上述的保險(xiǎn)杠加強(qiáng)筋條取件拉傷問(wèn)題，在傳統(tǒng)保險(xiǎn)杠模具結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了頂出延遲機(jī)構(gòu)（如下圖12及圖13）。第一級(jí)、第二級(jí)頂出與傳統(tǒng)保險(xiǎn)杠模具完全一致；對(duì)第三級(jí)頂出過(guò)程進(jìn)行了創(chuàng)新性提升，引入頂出延遲機(jī)構(gòu)，原理具體如下：當(dāng)模具第三級(jí)頂出時(shí)，仍然是頂出面針板受注塑機(jī)頂桿推動(dòng)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，頂出底針板不再隨頂出面針板運(yùn)動(dòng)，頂出延遲機(jī)構(gòu)在第三級(jí)頂出時(shí)開(kāi)始工作。

如圖13C-C剖視圖，頂出延遲機(jī)構(gòu)主要由斜滑塊（7）、斜導(dǎo)柱（4）、滑座（3）、連接大直頂塊的推桿（6）構(gòu)成，斜導(dǎo)柱（4）穿過(guò)滑座（3）并且固定在頂出底針板（1）中。

斜導(dǎo)柱與頂出底針板連接關(guān)系：鑲塊固定于頂出底針板（1），斜導(dǎo)柱（4）固定在頂出底針板上的鑲塊中，防止斜導(dǎo)柱脫出底針板鑲塊；另外，壓塊、斜滑塊及滑座固定關(guān)系如圖14。

5 直頂向后脫離產(chǎn)品限位筋的機(jī)理

如圖13所示，注塑機(jī)頂桿推動(dòng)頂出面針板沿Z向移動(dòng)→通過(guò)斜導(dǎo)柱（2）作用→滑座（1）向左移動(dòng)→大直頂頂塊通過(guò)推桿（4）與斜滑塊（5）連接為一體，斜滑塊（5）受到固定于滑座上的斜滑塊壓塊（3）作用沿Z向下移H（如圖15）→大直頂塊沿Z向脫離產(chǎn)品L=H（如圖16）。

6 結(jié)語(yǔ)

本文基于現(xiàn)有保險(xiǎn)杠模具頂出結(jié)構(gòu)，針對(duì)存在的產(chǎn)品筋條脫模時(shí)拉傷、變形無(wú)法取件的問(wèn)題，采用一種頂出延遲機(jī)構(gòu)進(jìn)行了創(chuàng)新性設(shè)計(jì)，是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理、可用于各種車(chē)型保險(xiǎn)杠注塑模具頂出的機(jī)構(gòu)，通過(guò)保險(xiǎn)杠產(chǎn)品與大直頂頂塊完全脫離，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手自動(dòng)取件及保險(xiǎn)杠注塑生產(chǎn)線自動(dòng)化效率的提升；大直頂頂塊中的加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)不被變形、拉傷，確保了產(chǎn)品質(zhì)量，為后續(xù)車(chē)型保險(xiǎn)杠模具頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了可靠的借鑒方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]曾珠，葉家飛.大型汽車(chē)保險(xiǎn)杠注塑模具設(shè)計(jì)及澆注系統(tǒng)優(yōu)化分析[J].塑料工業(yè)，2016，44（11）：88-91.

[2]張維合.注塑模具設(shè)計(jì)實(shí)用教程[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011：133.

[3]吳曉峰，楊曉巍.汽車(chē)保險(xiǎn)杠注射工藝分析及注射模設(shè)計(jì)[J].模具制造，2018，18（04）：40-41.