汽车左后门板大型注塑模具设计（二）

習慣沉默23

（a）定模冷却系统

（b）动模冷却系统
图5 门板注塑模具冷却系统
本模具定动模温度控制系统特点为：定、动模都设计了七组水路，定动模都是七进七出，模具冷却水路设计做到了与料流方向一致，优先采用了“垂直式水管+倾斜式水管+隔片式水井”的随塑件形状的设计形式，进出水距离做到了水路长度大致相等，因而使模具得到了良好的冷却效果，塑件得到了良好的外观质量。
5、 导向定位系统设计
导向定位系统设计的好坏直接影响成型塑件的精度和模具的寿命，在汽车注塑模具设计中，由于模具大，塑件批量大，外观要求和尺寸精度都要求高，因此对模具的导向定位系统设计非常严格。
本模具在4个角上各设计了1支方导柱与圆导柱，以及4个1 °的精定位结构，详见图2和图3。其中4支圆导柱尺寸为 40×225mm（导柱最长不能超过其直径的10倍），安装在定模侧。由于塑件开模后留在动模侧，这样就不会影响塑件取出。同时4支导柱还起到翻模时可作为支撑柱的作用，方便FIT模。
无滑块的模具导柱的长度必须要高出定动模最高点30mm；有滑块的模具要保证在斜导柱插入滑块前20mm插入导套，否则在模具的制造和生产中会带来很大的麻烦，严重时会损坏模具。
6、脱模系统设计
本模具的脱模机构采用了“推杆+斜推块+推块+氮气弹簧”推出结构，模具在定.动模开模后，依靠推件推出塑件与流道，推件固定板由注塑机通过K.O孔机械推动和在4支复位杆的作用下复位。在设计脱模系统时要注意以下几点：
（1）大型模具（长宽方向超过1400mmX700mm）需设计6支复位杆与6支推杆板导柱。
（2）所有汽车模具复位杆上要设计一比复位杆大一级的回复块，回复块一般选45#（S50C）氮化处理。
（3）推杆板导柱要布置在推出力大的推出零件附近（如油缸.复位杆等）。
（4）所有汽车模具需要设计限位柱，限位柱要优先布置在K.O孔上方或附近。
（5）推杆要排布在靠近R处的受力位置，布置在包紧力大的位置，推杆设计要大，推杆布置要多些，设计推杆尽量采用同一规格，这样可以避免频繁更换钻刀，节省加工时间与加工成本。
7、模具排气系统设计
在汽车模具设计中，排气系统的设计相当重要。如果排气设计不合理，会严重影响塑件的质量，出现填充不满、困气和脱模不顺等注塑缺陷，严重困气时还会烧焦塑件。
汽车门板属于内饰件，塑件外观要求严格，合理设计排气至为重要，在设计模具排气系统时要注意以下几点：
（1）排气要优先开设在料流末端与塑件转角位置。
（2）靠近镶件或壁厚最薄处，因为这里最容易形成熔接线。
（3）最好开设在分型面上，因为分型面上产生溢料最容易清除。本模具排气开设在定模。
三、 模具强度与分型面管位设计
根据塑件的尺寸大小与结构来设计模具时，首先必须保证模具的强度和刚性，这一点对大型汽车注塑模具尤其重要。合理的模具设计理念应该是：模具强度既合理又不乱费，就地取材，模具强度与成本兼顾，选取最优的设计方案与加工工艺。对于模具强度太强显得乱费，太弱则影响模具使用寿命。本模具分型面管位设计在定动模，定动模四面围边四周做5°斜度，四周做耐磨块，此种四面围边的设计方法在汽车门板与挡泥板等模具上应用广泛。
图6所示A.B两尺寸的计算方法是：首先从塑件最大边缘加50mm封胶位（在汽车模具设计中，小型模具（5050以内）30mm封胶，中型模具（5050-1010）40mm封胶，大型模具（1010以上）50mm封胶。），再加50-70mm避空位（在汽车模具设计中，只有封胶位配合，其余全部避空，减少FIT模工作量。避空位也是保证模具强度的区域。）然后再加上模胚处分型面承压板的尺寸就是A.B的尺寸，这样就设计出既符合客户模具强度要求又节省成本的模具。C处尺寸不同塑件数值会不一样，最少C处尺寸定模要保证塑件最高胶位面有80mm以上距离，动模由于承受注塑压力大，需相应加厚，最低设计100mm以上。用来保证模具强度。总之， 在日常设计中依据不同的客户与工厂灵活运用，设计出既符合客户需求又节省成本的模具。
由于汽车塑件分型面往往较为复杂，所以动定模在分型面上的定位就相当关键，是模具设计者首先必须考虑的问题。

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图6 汽车门板模具强度参考
四、模具工作过程
熔体通过注塑机喷嘴，经热流道进入普通流道，再由扇形浇口进入模具型腔。熔体充满型腔后，经保压、冷却和固化，至足够刚性后，注塑机拉动模具的动模固定板18，模具从分型面Ⅰ处开模，塑件离开定模型腔，同时锁紧块10离开滑块11，在斜导柱的拨动下，滑块带动侧向抽芯7和8完成倒扣S11的侧向抽芯。开模距离达到500mm后，注塑机油缸推动推件固定板16和推件底板17，进而推动所有顶针和斜推杆，在这一过程中，斜推杆21、27、31、36、40、44、48、52、56和60分别推动斜推块24、29、34、38、42、46、50、54、58、和63，完成倒扣S1～S11的侧向抽芯，同将塑件推离动模型芯。
塑件由机械手取出后，注塑机油缸拉动推件及其固定板复位，接着注塑机推动动模合模，模具接着下一次注射成型。
五、结果与讨论
本模具采用“推杆+斜推块+推块+氮气弹簧”推出的脱模系统以及“直通式水管+倾斜式水管+水井”的温度控制系统。前者文中已有详细论述，下面重点讨论一下本模具的温度控制系统。
温度控制系统在汽车模具设计中至关重要，对塑件的成型周期与成型质量影响很大，合理的温度控制，对提高塑件质量与缩短成型周期影响深远。对于大型汽车模具冷却系统设计要遵循以下几点：
（1）三米原则。冷却水路总长度不能超过3米，因为超过3米，冷却效果差，必须避免模具开模了冷却水还没走出来。另外，单条冷却水道的长度必须考虑钻头长度，孔太深，钻头长度不够，将无法进行钻削加工。汽车大型模具的直通式冷却管直径一般为￠15mm，门板注塑模具的定动模冷却水道如果随形设计（随塑件形状布置），要尽量设计成两端钻孔。
（2）手掌效应。设计大型汽车塑料件模具水路设计，布置水路向一个方向流动，间隔排布有如手掌，水道之间距离控制在50～60mm之间。
汽车注塑模具温度控制系统主要有以下两种组合形式：
（1）第一种组合形式：垂直直通式水管+倾斜式水管+隔片式水井；
（2）第二种组合形式：垂直式水管+隔片式水井+倾斜式水管。
此两种形式的区别在于：在倾斜式水管和隔片式水井之间，前者是优先采用倾斜式水管，而后者是优先采用隔片式水井。此两种组合侧重点不同，因而效果也不同。
对于汽车塑件，自然随形设计的冷却水道对塑件的冷却，模具的寿命都有好处，要求严格的欧美模具甚至不允许或尽量少采用冷却水井和密封圈等。因为水井直径较大，数量太多会影响模具强度，进而减短模具寿命。密封圈容易老化失效，因而在设计上必须尽量减少使用。（对于门板模具的其它设计注意事项参考门板模具设计问题点与设计要点）。

KENT

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汽车左后门板大型注塑模具设计（一）

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