仪表板注射模简化二次顶出机构设计

周长余，秦宇志

长安汽车产品开发一部内外饰开发所（重庆 401133）

1 引言

汽车仪表板本体在汽车塑料产品中尺寸较大，安装结构众多。正面结构常采用片螺母和卡子安装，背装结构常采用螺钉柱安装。产品组合仪表区域的高翻边造成仪表板模具顶出距离较长，普通模具顶出过程中司筒壁较薄且顶出较长容易弯曲变形造成司筒卡死或者断裂。因产品螺钉柱较少，通过模具结构的优化，可以在不增加顶杆数量的同时实现螺钉柱的二次顶出，提高仪表板螺钉柱成型的司筒强度，避免模具生产运行失效，从而提高模具生产的可靠性、连续性，提高生产效率。

目前，此类结构已应用于多款车型仪表板模具，在不增加模具成本和周期的情况下成功解决了顶出距离太长造成的司筒顶出不稳定的难题。以下以长安某车型仪表板模具结构为例进行介绍。

2 门内饰板产品数据结构

图1为仪表板塑件图，背门风管安装区域存在很多安装螺钉柱，螺钉柱子周边有较多的加强筋和限位筋。螺钉柱型芯侧断面示意图如图2所示。

图1 仪表板本体正反面示意图

图2 螺钉柱断面图

（1）塑件难点一。

如图2所示，仪表板螺钉柱高度H≥20mm，且螺钉柱周圈均匀布置4片和螺钉柱高度一致的加强筋，模具成型必须采用司筒顶出；但通常螺钉柱壁厚T≤2.2mm，司筒壁厚等于螺钉柱厚度，所以强度较弱。

（2）塑件难点二。

仪表板落差一般在300mm以上，落差较大造成司筒长度较长，组合仪表区域司筒长度可达到650mm以上，且组合仪表区域翻边高度较高，顶出距离一般在150mm以上，司筒强度较弱。所以普通模具在连续、快速生产过程中极易强度不够疲劳弯曲，造成模具无法正常运转。

3 模具简化二次顶出结构

该模具结构如图3所示，简化二次顶出机构内部连接如图4所示，连接情况如下：司筒10通过司筒加长杆顶部的T型槽固定在司筒加长杆11上，司筒针9和司筒10顶部配合其余地方避空，弹簧导向杆13与导向杆固定块14配合，司筒针9固定在弹簧导向杆13上，弹簧12安装在司筒加长杆11和导向杆固定块14之间。

图3 模具简化二次顶出结构图

简化二次顶出机构与模具连接情况如下：导向杆固定块14通过固定块15固定在动模座板7上，司筒加长杆11通过顶杆固定板6周圈配合约束径向运动，司筒加长杆11通过顶杆固定板5底部面限制高度方向位置，司筒10与动模板1顶部处配合其余位置避空，顶杆8固定在顶杆固定板5和顶杆垫板6之间。

图4 二次顶放大图

4 顶出过程

（1）顶出前状态如图3所示。

注塑机顶出机构没有顶出时，顶杆固定板5和顶杆垫板6在氮气弹簧16弹力的作用下靠向动模座板7，司筒加长杆11因受顶杆固定板5的压力与导向杠固定块14接触。图3中ΔS为动模板1与限位块4之间的距离，表示模具总的顶出高度。图3中ΔS1为动模板1与司筒加长杆11之间的距离，表示模具第一次顶出的高度。图3中ΔA为司筒10顶面与顶杆8顶面间的高度差。图中司筒加长杆11和导向杆固定块14之间的弹簧2处于压缩状态，弹力较大，司筒加长杆11在弹力作用下有远离导向杆固定块14的趋势。

（2）第一段顶出如图5所示。

顶出时，注塑机顶棍推动顶杆垫板6和顶杆固定板5抵抗氮气弹簧16的弹力开始向前运动，顶杆8固定在顶杆固定板上也同步开始运动，司筒10和司筒加长杆11因顶杆固定板在弹簧12弹力的驱动下也向前运动，仪表板17在司筒11和顶杆8的推动开始脱模。

图5 一次顶出完成后模具状态图

当运动行程为ΔS1时，因司筒加长杆11与动模板1接触，司筒加长杆11在动模板1的反作用力下停止运动，第一段顶出完成。弹簧13处于预压状态保证司筒10不会在反作用力下回位。此时因司筒10顶面与顶杆8运动行程均ΔS1，顶面间的高度差仍然为ΔA，此时限位块与动模板间隙ΔS2为第二段顶出的行程。

第一段顶出完成后螺钉柱和加强筋已经完成出模，因塑件翻边较高，此时塑件还无法取出，需要进行第二段顶出。

（3）第二段顶出如图6所示。

注塑机顶棍继续推动顶杆垫板6和顶杆固定板5，顶杆8在推力作用下继续推动仪表板塑件17向前运动，仪表板塑件17与司筒10脱离，顶出系统向前运动到限位块4与动模板1接触时顶出完成，仪表板塑件17深腔区域完全脱离模具，方便塑件取件。

第二段行程距离ΔS2=ΔS-ΔS1。此时司筒10运动行程为ΔS1，顶杆8运动行程均为ΔS，顶面间的高度差为ΔB=ΔS2+ΔA=ΔS-ΔS1+ΔA。因简化二次顶出机构造成顶杆8和螺钉柱处司筒10运动行程相差ΔS2，既达到司筒10顶出长度不长保护司筒又达到了产品能完全顶出方便产品取件的目的。

图6 二次顶出完成时候模具状态图

（4）顶出机构复位。

当机械手取件完成后，注塑机顶棍后退，顶出力消失。模具顶杆垫板6和顶杆固定板5在氮气弹簧弹力作用下复位；当运动行程为ΔS2时，顶杆固定板5与司筒加长杆11肩部接触压缩弹簧12，司筒加长杆11和司筒10开始复位，当顶杆垫板6与固定在动模座板7上的垃圾钉接触时复位完成。

5 结论

该结构已经成功应用于长安多款仪表板本体模具，且已大量生产，为模具前期制造和后期保养均带来方便。本文介绍的简化二次顶出机构，可以广泛应用于顶出行程长且司筒数量少的模具顶出机构，为大型模具的局部细节出模提供了一种新的思路。