汽车内饰件注射模设计

罗 惠，罗 萍

（广东省技师学院，广东 惠州 516100）

0 引 言

汽车内饰件注射生产中，其成型模具设计的难点：①塑件有较高的外观要求，一般不允许有明显的浇注痕、熔接痕、分型线及黑点、斑纹等缺陷；②形状不规则，有分型面及复杂侧抽芯脱模机构的设计要求；③塑件内壁有较多及复杂的安装结构特征，如卡扣、倒扣、螺钉柱、避让凹槽等，需要相应形状和结构都较为特殊的斜顶块、推管等机构；④塑件内壁上加强筋较多且壁薄，对应的型腔充填时熔料难以充满，模具零件上狭窄筋槽处难以加工，须设计较多的组合结构优化设计[1-5]。现结合某汽车内饰扣板的注射成型，设计了1副三板注射模，采用点浇口+侧浇口两端进料，使用延时滑块机构针对待成型塑件的一个侧壁进行侧抽芯脱模及4种推出元件实现塑件的推出。

1 塑件结构及成型分析

塑件为某SUV汽车尾端行李箱的侧盖板，侧盖板为自弹性扣件，用于封堵汽车尾灯的电控元器组合盒柜。塑件外形尺寸为350 mm×119 mm×20 mm，前端中央部位为波纹弹性卡扣，后端为安装插槽，两侧为弧形盒盖。塑件平均壁厚为2.6 mm，最大壁厚为3 mm，最小壁厚为1 mm。待成型塑件上影响模具结构设计的特征有：T1～T6特征及众多的壁厚为1 mm的加强筋特征，其中T1为加强筋上直径φ5 mm的侧孔，T2为内壁上的圆锥孔，T3为斜侧面孔，T4为斜侧面槽，T5为侧面倒扣，T6为加强筋上的侧孔。塑件材料使用玻纤改性塑料，改性成分为30%GF+PP。

成型塑件的模具设计方案主要从以下几个方面考虑[6-8]。

（1）塑件长宽为350 mm×119 mm，浇口无论是设置在待成型塑件中央还是侧边，型腔都不能均衡充填，在待成型塑件的上表面开设单点或多点点浇口也不适合，点浇口会留下浇口痕，影响成型塑件外观；如在待成型塑件前后侧面开设侧浇口，也不适合，结合前后侧面的特征分析可知，两侧面需要设置滑块侧抽芯机构，较优的浇注方式是在左右侧端面都开设侧浇口。

图1 侧盖板

（2）T1、T2、T6、T7特征需要设置斜顶块进行侧抽芯脱模。

（3）T5特征为侧面倒扣，需要设置1个侧滑块机构抽芯脱模。

（4）T3、T4集中在上端斜侧壁上，该侧壁需要采用斜滑块机构实现侧抽芯脱模，且T3、T4特征只能分步脱模，需要设置1个延时分步抽芯滑块机构进行侧抽芯脱模。

（5）塑件内壁上加强筋较多，成型其模具零件若采用整体式镶件，加强筋的成型槽位只能采用电火花加工，这样会增加模具零件的加工难度和制造成本，较优的方法是采用多个镶件组合为型芯。

2 模具零件布局

塑件外形尺寸较大，模具采用1模1腔布局，如图2所示，剖视结构如图3所示。图2中Q1～Q8为型芯镶件；R1、R2为侧浇口流道；R3为点浇口水平流道；C1～C16为冷却水路；G1、G2为侧浇口；RP为复位杆；GP为导柱；E1为圆推杆；E2为方推杆；X1～X3为斜顶机构；S1、S2为滑块机构；L1、L2为拉杆；P1为拉模扣。型腔板采用镶拼式[9,10]，型腔通过G1、G2两个侧浇口进浇，G1、G2浇口由R1、R2两个流道供料。

图2 模具零件布局

为便于注塑机喷嘴为G1、G2侧浇口供料，模具的浇注系统采用三板式点浇口+两板式侧浇口相结合的方式，即注塑机喷嘴为三板模水平流道R3供料，R3流道再向两端的垂直流道供料，两端的垂直流道再通过各自的点浇口向R1、R2流道的主浇道供料，这样便于G1、G2侧浇口位置的选择和开设，G1、G2开设在型芯上。

模具采用三板模结构，经三次分型打开。模架为简化型三板模架，其导向机构由4根模架导柱GP构成，模架打开机构包括4根长拉杆L2，4根短拉杆L1及4个拉模扣P1。

模具的冷却水路设置：型腔板镶件2条（C1、C2），滑块S22条（C3、C4），滑块S14条（C5～C8），型芯镶件8条（C9～C16）。

成型塑件的脱模机构包括：X1～X3斜顶机构，S1、S2滑块机构，其中S1为延时斜滑块机构，S2为平滑块机构，18根圆推杆E1，16根方推杆E2。点浇口浇注系统流道凝料由三板模脱料板自动脱模，两板式侧浇口浇注系统流道凝料由拉料杆拉出脱模。

3 模具结构设计

模具结构如图3所示。

图3 模具结构

（1）S1延时滑块机构用于T3、T4特征的成型与脱模，机构组成包括件4～件11，机构为斜导柱驱动斜滑块机构。该机构中S1滑块5用于T3、T4特征所在侧面的成型，其中S1型芯7用于T3孔的成型，为保证待成型塑件整个侧面避免在S1滑块5侧抽芯时不被拉伤，T3、T4特征的抽芯脱模分两次进行。机构的工作原理为：当模具打开时，S1楔紧块6解除对S1滑块5的锁紧，同时也解除对S1型芯7的锁紧，S1型芯7在S1弹簧8的驱动下向外抽芯，此时S1斜导柱4没有接触S1滑块5的斜导柱孔，中间还有一段延时距离，因此能保证S1型芯7先与成型塑件分离，而S1滑块5的前端与成型塑件还处于粘结状态，T3特征先脱模。随着模具的进一步打开，S1斜导柱4接触到S1滑块5的斜导柱孔，驱动S1滑块5完成抽芯。复位闭合时，S1滑块5先复位，S1型芯7后复位。

（2）S2滑块机构为常用斜导柱滑块侧抽芯机构，机构组件包括件17～件21。

（3）针对待成型塑件上的螺钉柱，使用推管22推出脱模。

（4）为保证成型塑件能均衡推出，设置了多根圆推杆23。

（5）R4为点浇口浇注系统的垂直流道，R5为侧浇口浇注系统的主浇道。两者的分离在R4流道末端的点浇口处断开，侧浇口浇注系统凝料的脱模由拉料杆28拉出。

（6）模具使用了3个斜顶机构用于成型塑件侧孔特征，包括X2斜顶机构25、X1斜顶机构39、X3斜顶机构40。

4 模具工作原理

模具工作原理同普通简化型三板模相同，具体工作过程如下。

（1）合模注射。模具安装于注塑机上，注塑机对其型腔进行注射，型腔经充填、保压、冷却后，等待开模。

（2）PL1打开。动模在注塑机滑块的驱动下首先在PL1处打开，R4流道凝料和R5流道凝料在点浇口处分离。

（3）PL2打开。动模继续后退，PL2处打开，点浇口流道凝料被脱料板2从模具中推出。

（4）PL3打开。动模继续后退，PL3处打开，S1滑块机构、S2滑块机构完成侧抽芯脱模，塑件留于型芯上。

（5）成型塑件推出。随着动模的继续后退，注塑机顶杆顶住推板15，使推板15推动推杆固定板14上的推出机构将塑件及流道凝料从型芯上推出，实现塑件及流道凝料的脱模。

（6）复位。复位过程与开模过程相反。

5 结束语

针对汽车内饰件的注射成型，设计了简化型三板模用于其自动化注射生产，模具经生产验证：成型的塑件达到了设计要求，对同类塑件的成型具有一定的参考作用。