汽车前大灯灯壳注塑模设计要点与技术总结（二）

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2.1成型零件设计

由于模具为大型模具，分型面复杂，故成型零件和模板采用一体式结构，即模具的定模A板就是定模成型零件，模具的动模B板就是动模成型零件。这种结构的优点是结构紧凑，强度刚性好，模具体积小，避免了开框、配框和制造斜楔等繁琐的工序。

本模具因为塑件材料为PP+TD20，非外观件，故定、动模钢材采用P20，718均可。由于推件均在动模侧，故模具打开后塑件必须留在动模侧。本模具由于塑件外观形状复杂，开模后塑件有可能粘在定模，因此在设计灯壳注塑模具时要预防塑件粘定模现象的发生，具体措施是在塑件与定模包紧力大的区域对应面动模侧设计加强筋或设计倒扣纹，如果这样还会粘定模的话，还可以在推杆上加工倒扣拉住塑件留在动模侧。

设计本模具时要注意灯头孔镶件的设计，灯头孔左右是平移关系，而不是镜像关系，这是灯壳注塑模具容易犯错的地方之一，要注意灯头孔的尺寸精度，灯头孔的拔模斜度必须做到0.5°以内，否则会影响灯座与灯头孔的装配。灯壳塑件加强筋多，BOSS柱也较多，注塑模具的定、动模镶件很多，镶针与推管也多。定、动模镶件应采用冬菇头定位，做斜度。螺丝尽量从正面旋入，有胶位区域采用堵铜处理。其它方面，成型零件设计时要注意插穿角度，在汽车模具设计中，为了提高模具寿命与避免塑件飞边所有插穿位置设计7°以上角度。

本模具定动模对插部分的插穿角度至少保证在7度以上，为了保证定动模的精准定位，本模具AB板采用四面围边互锁定位。由于插穿处需要精确定位，在FIT模时，定动模需要紧配，为了模具美观与配模，在定模设计了5度耐磨块，从而避免钳工师傅因使用打磨机将模具打磨得很难看的现象发生。

本模具设计时还做到了以下几点：

1. 分型面顺滑无尖角，无薄钢，无线或点封胶；构建了面封胶，在分模时使用延伸，扫掠，网格等做面方法，分型根据塑件的形状构建面，车灯模具分型面要求极高，不允许构建的面起皱。构建的分型面能有效保证CNC加工精度，不需EDM清角，分型面也不容易跑毛边。车灯模具分型面光刀时需高速机，机床主轴转速保证每分钟至少20000转以上。

2. 镶件与动模的配合部分，止口根部设计了合适的工艺倒R角或避空位，简化了加工工序和减少加工工时，提高加工效率。

3. 所有非成型转角设计R角，防止应力开裂，工艺R角不小于R5，根据模具大小，尽可能设计比较大的工艺R角；模具上锐利的棱边容易造成操作人员意外受伤，模具上非参与成型或配合的棱边都要设计倒C角或R角，根据模具大小尽可能设计比较大的倒角。

4. 分型面的避空：模具分型面宽度为40MM，分型面以外的区域定动模都要避空1MM,以有效减少加工工时。分型面的避空不仅指外围分型面，也包括大面积的分型面。特别说明：模具分型面的宽度包括排气槽在内。在大面积的避空处要设计承压块，以保证模具受力均匀，避免模具长期生产跑披锋，在砰穿孔区域设计避空的同时，还要在定模或者动模设计排气孔，方便定动模合模时压缩的空气排出。

5. 分型面根据塑件形状构建，必要时对塑件进行优化处理。对于中大型模具，承压板槽尽量开通，方便CNC加工。设计分型面时尽量以简化模具加工，平整顺滑为原则，做出的分型面无薄钢，无尖角，插穿角度合理。

6. 分型面圆滑平整，UG分模时禁止出现很多碎面小面（CNC加工时易弹刀，加工精度降低），尽量用延伸面，网格面，扫掠面构建分型面，或者先延伸10-20mm封胶面，再做拉伸面与过渡面，封胶面根据注塑机吨位与模具的大小设计。

7. 分型面或者插穿孔所有插穿角度设计在7度以上，提高模具使用寿命。

8. 对于汽车中大型模具，镶件设计尽量优先从分型面装拆的方式，塑件胶位面可采取堵铜处理，镶件需两侧设计5度斜度，方便配模与装拆镶件。

2.2浇注系统设计

塑件通过模流分析，浇注系统采用2点开放式热流道直接进胶。在设计模具时，在热嘴区域以及热嘴正对着的动模区域，要设计冷却水来加强对热嘴区域的冷却，避免热嘴出现流延，拉丝, 浇口残留过高的现象发生。本模具为开放式热流道进胶，在设计热流道时要注意以下几点：

1. 热流道固定板涉及走线区域需要设计工艺R角，避免划伤电线。走线区域为了便于CNC加工，尽量走直线，少拐弯。

2. 设计热流道时需要仔细检查热流道插座的位置是否符合客户要求。

3. 模具的主射嘴必须低于面板至少2MM，以防翻模时碰坏热嘴。

4.液压系统与电气系统连接在非操作侧，不可超出码模板，如果超出码模板就需要设计保护板，或者将液压系统与电气系统沉入模板内侧，起到保护热流道元件，避免液压系统与电气元件被撞坏的现象发生。

本模具浇注系统采用热流道直接进胶，进胶点直接设计在塑件表面，这样的设计料流速度快，注塑周期短，成型质量好。因为灯壳为非外观件，表面的进胶痕迹不会影响外观。本模具的热流道浇注系统见图11，它由接线盒、一级热射嘴、二级热射嘴和热流道板组成。

图11汽车灯壳注塑模具热流道设计

2.3 侧向抽芯机构设计

每个塑件均有6个倒扣，模具分别由S1,S2,S3,S4,S5,S6六个侧向抽芯机构完成侧向抽芯。均采用了“动模滑块+斜导柱+定位夹”的抽芯机构，由滑块25、斜导柱27、斜导柱固定块36、定位夹26、限位块39和耐磨块28组成，见图12。这种结构加工简单，抽芯动作安全稳定可靠。

设计滑块时优先采用机械驱动结构，因为机械驱动最稳定可靠，且节省成本。滑块的设计原则是：

1.优先左右侧，次选天地侧，天侧设计滑块需要设计弹簧或定位夹定位。地侧滑块不设计弹簧，因为滑块凭着自身重量开模时会下掉，可以设计定位夹代替弹簧。

2.优先常规滑块，次选斜滑块。因为斜滑块加工难度大，成本高，结构更复杂，常规滑块更安全可靠。塑件排位时应尽量避免滑块和斜顶产生复合抽芯角度（即相互发生干涉），减小模具加工的难度，见图7。图7所示的滑块需朝上和朝右两个方向抽芯，加工困难。更改排位后，滑块只需朝上抽芯，加工简单。

3.滑块的设计需遵循动模优先原则，能动模滑块不定模滑块，能常规滑块不斜滑块，能斜滑块不隧道滑块。滑块的设计需确保滑块风险最小，塑件不能粘滑块。加工力求方便简单，模具结构简单化为原则。

图12滑块设计要点

图13汽车灯壳滑块侧向抽芯机构

2.4 温度控制系统设计

汽车前大灯灯壳尺寸精度高，模具温度控制系统设计要保证冷却均匀和快速冷却。要做到这一点，冷却水道距离型腔面必须大致相等，以达到模具型腔各处温度大致均衡。因为灯壳外形落差大，所以本模具的温度控制系统采用了“垂直式水管+隔片式水井”的组合形式，见图14与图15所示。本模具冷却充分，水路设计均匀合理，因此大大提升了塑件的生产效率，成功将注塑周期控制在40S左右。

图14（a）定模冷却系统

图15(b)动模冷却系统

本模具定动模温度控制系统为：定模设计了4循环水路，动模设计了5组循环水路。本模具温度控制系统设计时还要注意以下几点：

1）冷却水方向要与料流方向一致。冷却面积至少是塑件面积的60%。（不包含塑件以外的区域）。

2）定、动模冷却水道优先设计成十字网格形式，冷却回路形成互相交叉形成水路交织网，均匀冷却塑件。

3）在不能设计成十字交叉式水路时，定.动模水路在互相有缝隙处交互布置。

4）每一组冷却水尽量只设计四条循环水路，避免水路距离长影响塑件冷却效果。

5）冷却水路要设计成可与另一组水路进行外部水管连接的方式，方便后续塑件因变形、收缩等现象的调整。通过水路调整解决塑件缺陷，在汽车内外饰塑件模具上应用广泛。

6）各冷却水道间隔距离控制在水道的3.5~5倍直径（一般50~60mm左右），水管距型腔表面的距离一般在15~25mm之间，具体根据模具大小决定。

7）冷却水道与推杆、斜推杆、镶件之间的距离要保证在8~10mm以上，因为模具大且水道长，容易钻偏。

8）在汽车模具设计中，热嘴尽量要单独设计一组冷却水路，不能与其它水路串联，以利于热嘴区域的热量散失。

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