后视镜一体式外壳注射模设计

杨 亘，朱慕洁，畅国帏，柯美元

（顺德职业技术学院 智能制造学院，广东 佛山 528333）

0 引言

汽车后视镜分为外后视镜和内后视镜，不同车型的外后视镜有着不同的造型和结构，其中外壳是后视镜的重要外观零件。为满足汽车产品功能、外观及经济要求，后视镜结构趋向美观、精致、一体化的方向发展[1]。一体式外壳由于减少了后视镜装配零件，所需模具数量减少，降低了生产成本，从而成为后视镜结构设计的首选。目前，国内对分体式外壳研究较多[2-4]，而针对一体式外壳设计研究较少，现介绍某汽车后视镜一体式外壳的注射模设计。

1 塑件结构及工艺分析

右后视镜外壳如图1所示，左后视镜外壳结构与之对称，外形尺寸为246.8 mm×121.6 mm×141.4 mm，平均壁厚为4.6 mm，材料为PA66+30%GF（玻璃纤维），收缩率为0.5%，材料流动性较差，塑件结构特点如下。

（1）塑件内凹部分侧壁厚度最厚为19.5 mm，外观面不允许有斑点、浇口痕迹，需要合理选择浇口位置。

（2）塑件外形复杂，沿镜面安装部分有一处1/2圈凹槽、一处1/4圈凸棱、一处与支架连接结构，需要进行外抽芯成型。

（3）塑件内部右侧有较大的内凹，需要进行内抽芯成型，而内部加强筋较多且较深，需要考虑排气问题。

该模具设计的难点在于：塑件右侧内凹处里宽外窄，内表面是斜向下的弧形面。一体式外壳的内部集成了电机安装座结构，且沿抽芯方向，影响内抽芯机构的布置及限制其移动距离，成型和脱模困难。

图1 右后视镜外壳

2 模具设计要点

2.1 浇注系统设计

材料中含有玻璃纤维，流动性较差，采用普通流道易导致塑料熔体填充不满或成型压力过高。采用两点式热流道浇注系统可减少材料损失，缩短成型周期，同时可提高塑件的成型质量[5,6]。为简化模具结构，缩短成型周期，采用了两板模结构。结合模流分析，将扇形浇口设置在壁厚最厚的后视镜与支架连接部位，浇口设在非外观面，可保证塑件表面的美观度。浇口处于滑块位置上，在滑块上进料，为保证浇口凝料留在动模侧以便于取出，在滑块上加工类似潜伏式浇口的拉料杆形状[7]，如图2（a）所示。开模时，滑块向外运动，实现自动分离浇口凝料，提高了生产效率。在上模对应扇形浇口处安装了M6 mm调节螺钉，如图2（b）所示，通过调节螺钉旋入深度，可改变浇口的横截面积大小，从而调节两型腔流量平衡。在靠近浇口的一侧斜推杆上还设置了气针，采用气辅成型，有利于增强塑料熔体的流动，保证塑件成型质量[8]。

2.2 成型与抽芯机构设计

主分型面选择图1所示位置，便于模具零件加工。该塑件既需外抽芯又需内抽芯，采用了滑块和斜推杆抽芯结构。其中，内抽芯机构是设计难点。

2.2.1 外抽芯机构设计

沿镜面安装部分的凹槽、凸棱及与支架连接的内凹需要外抽芯，设计了四面滑块机构，采用滑块+斜导柱机构和滑块+T形块机构进行抽芯，如图3所示[9-11]。

图2 模具浇注系统

图3 外抽芯机构

2.2.2 内抽芯机构设计

根据塑件结构分析，内抽芯部分若由1个斜推杆成型，则斜推杆体积较大，开模时会与塑件顶面和侧面干涉，如图4（a）、（b）所示，同时电机安装座结构在斜推杆内抽芯方向，也可能会与抽芯运动干涉。

针对上述干涉情况，将整体斜推杆拆分为1个推杆和2个斜推杆成型，如图4（c）所示。斜推杆1、2与推杆通过斜面接触，斜面角度参考侧面与水平方向夹角进行设计，分别为13°和8°。

图4 内抽芯机构

开模时，斜推杆沿推杆的两斜面向左下（上）方移动，避免与侧面干涉。整体斜推杆进行分割后，开模时推杆并不进行侧向抽芯，避免与安装座结构产生干涉，同时缩短了抽芯距离。此外，对可能与斜推杆和安装座结构干涉部分进行避空，保证足够的抽芯距离。将斜推杆的底座设计成倾斜的导滑槽，开模时斜推杆斜向下滑动，与塑件背部内表面分离，避免开模时与塑件顶面干涉，保证塑件的内表面成型质量。为避免斜推杆运动时受反向扭转力矩的作用而发生卡死现象，斜推杆角度不能太大，6°～8°最佳，一般不能超过10°，现取7°。导滑槽和水平面的夹角应大于参考塑件顶面对水平面的夹角（17.5°），取20°。

2.3 推出机构设计

后视镜外壳顶面具有斜向下的弧形内表面，顶出时斜推杆和推出机构同时推出，塑件会包紧斜推杆的成型部分，不能顺利脱模，如果强行脱模会损坏塑件的内表面，因此设计了二次推出机构，其中电机安装座螺钉柱处采用推管推出。螺钉柱处有加强筋，深度为23 mm，容易产生困气，需拆分镶件，采用透气钢进行排气。

二次推出机构由斜推杆、推杆、推管、推板、推杆固定板、二次推出限位机构、限位柱等组成。其中，推杆6和推管7固定在推杆固定板3上，斜推杆5和斜推杆座4固定在推板1上，如图5所示。

图5 推出机构

开模时，注塑机顶杆推动推板2，带动推杆固定板3向上运动，推杆固定板通过限位机构带动推板1和斜推杆5进行一次推出，行程为95 mm，在此过程中，斜推杆实现内抽芯。待塑件脱离型芯一定距离后，控制拉钩打开，推板1及其上的斜推杆不再移动，推板2与推杆固定板3继续向上运动，由推管和推杆进行二次推出，使塑件完全脱离斜推杆的成型部位，这样不会损坏成型塑件的内表面，保证成型质量，二次推出的行程为30 mm。

3 模具结构

该塑件属于批量生产，根据客户要求，模具采用1模2腔结构，一次注射成型左、右后视镜外壳。在龙记CI65100A220B160C330模架的基础上，增加了1块热流道板和1块推板。浇注系统采用热流道加扇形浇口，型芯采用镶拼方式，冷却系统为管道水冷式，推出系统采用斜推杆与推杆的二次推出机构，排气系统采用分型面和透气钢排气。后视镜一体式外壳的注射模结构如图6所示。

图6 后视镜外壳注射模结构

4 结束语

该后视镜外壳注射模设计的主要特点如下。

（1）综合了侧浇口和潜伏式浇口的优点，在滑块上进行进浇能实现浇口凝料自动分离，生产效率高，选择螺钉调节流量，方便调整两型腔的均衡填充。

（2）根据不同的脱模要求，设计了不同类型的内、外抽芯机构，采用斜推杆分块的形式实现了复杂结构的脱模。

（3）利用二次推出设计保证了塑件的外观质量，能实现塑件的自动化生产。

该塑件已经批量生产，实物如图7所示。实践证明，该模具结构紧凑、工作过程稳定，塑件各项指标均达到了客户要求，可为同类塑件的模具设计提供参考。

图7 左、右后视镜一体式外壳