歡迎參加第十三屆產(chǎn)品創(chuàng)新數(shù)字化國(guó)際峰會(huì) 11月29-30日 天津

    0 前言

    汽車(chē)后視鏡是汽車(chē)外飾件的重要組成部分，位于汽車(chē)的兩側(cè)，是汽車(chē)最重要的外飾件之一。汽車(chē)后視鏡是用來(lái)讓駕駛?cè)藛T在駕駛過(guò)程中觀測(cè)路面狀況的一個(gè)裝置，可以說(shuō)是駕駛員的眼睛。汽車(chē)后視鏡一般由鏡圈，基座，鏡殼，支架，旋轉(zhuǎn)軸等零件組成。

    圖1 汽車(chē)后視鏡構(gòu)造圖

    圖2 汽車(chē)后視鏡鏡殼零件圖

    圖1所示零件為品牌汽車(chē)福特蒙迪歐的后視鏡，本文以汽車(chē)后視鏡鏡殼為例，分析介紹汽車(chē)后視鏡零件模具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)與經(jīng)驗(yàn)。汽車(chē)后視鏡鏡殼零件圖如圖2所示。

    1 塑件外觀要求與結(jié)構(gòu)分析

    圖2所示為福特蒙迪歐汽車(chē)后視鏡鏡殼零件圖，材料為ABS，收縮率一般取1.005，塑件為左右鏡像件，模具型腔數(shù)為1+1。塑件為外觀件，是汽車(chē)最重要的外飾件之一。塑件尺寸為：254.2*122.5*120.6mm。塑件特點(diǎn)如下：（1）塑件外觀面不允許有斑點(diǎn)，澆口痕跡，更不允許有收縮凹陷.熔接痕.飛邊等缺陷。（2）塑件為外飾件，塑件外觀高配為細(xì)紋件，低配為噴漆件，外觀要求極高。（3）塑件外形復(fù)雜，外觀夾線(xiàn)要求極高，塑件外側(cè)面有1個(gè)大面積倒扣，內(nèi)側(cè)面有6個(gè)倒扣，倒扣多且面積大，是汽車(chē)后視鏡模具的典型結(jié)構(gòu)。

    2 模具結(jié)構(gòu)分析

    圖3 汽車(chē)后視鏡鏡殼注塑模具結(jié)構(gòu)圖1

    根據(jù)鏡殼塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，模具優(yōu)先采用熱流道注塑模結(jié)構(gòu)，采用1點(diǎn)開(kāi)放式+冷流道+香蕉式澆口（俗稱(chēng)牛角）。圖2所示塑件內(nèi)外側(cè)面有7個(gè)倒扣，本模具部分倒扣面積大且倒扣多。本模具內(nèi)側(cè)面4個(gè)倒扣均采用斜推塊抽芯的結(jié)構(gòu)，倒扣5，倒扣6由于倒扣面積大，故采用斜推塊+直推塊組合的結(jié)構(gòu)，對(duì)于此類(lèi)鏡殼模具，塑件頂出脫模后只能采用手工取件的方式，前提是取件時(shí)一定要有手工取件掰的空間。塑件外側(cè)面由于出模方向是傾斜的，故均采用斜滑塊抽芯結(jié)構(gòu)。本模具外形尺寸為：800*600*647（mm）,總重量約0.9噸，屬于中型注塑模具。詳細(xì)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3-圖5。

    圖4 汽車(chē)后視鏡鏡殼注塑模具結(jié)構(gòu)圖2

    圖5 汽車(chē)后視鏡鏡殼注塑模具結(jié)構(gòu)圖3

    2.1 成型零件設(shè)計(jì)

    本模具定動(dòng)模采用鑲拼式，常用材料為：2344。定動(dòng)模為同一種材料，在材料訂購(gòu)時(shí)，要注明動(dòng)模硬度比定模小2度左右，避免硬度一樣，因?yàn)槎▌?dòng)模硬度一致會(huì)使模具容易磨損與插燒。成型零件設(shè)計(jì)的原則是在保證模具強(qiáng)度和壽命的前提下尺寸做到最小，以降低模具的制造成本和生產(chǎn)成本。本車(chē)型后視鏡模具使用壽命為30萬(wàn)次，因而材料采用2344。

    2.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    本模具澆注系統(tǒng)采用熱流道進(jìn)膠，采用1點(diǎn)開(kāi)放式熱流道+冷流道+香蕉式澆口的進(jìn)膠方式，塑件材料為ABS。

    由于塑件為ABS料，材料流動(dòng)性較好，在設(shè)計(jì)流道時(shí)流道設(shè)計(jì)范圍廣些，但熱嘴至塑件邊緣的流道長(zhǎng)度盡量設(shè)計(jì)在60mm以?xún)?nèi)，如果實(shí)在不行也盡量控制在100mm以?xún)?nèi)，避免冷流道過(guò)長(zhǎng)與避免壓力損失大。汽車(chē)后視鏡鏡殼注塑模熱流道澆口位置見(jiàn)圖6所示 。

    圖6 1點(diǎn)開(kāi)放式熱流道控制系統(tǒng)

    2.3 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

    側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)是本模具最重要的結(jié)構(gòu)之一。針對(duì)塑件外側(cè)的倒扣7，模具采用了斜滑塊的抽芯機(jī)構(gòu)，抽芯方向見(jiàn)圖2.圖3。本模具優(yōu)先將斜滑塊設(shè)計(jì)在地側(cè)，斜滑塊由于自身的重量，斜導(dǎo)柱抽芯時(shí)滑塊會(huì)往地側(cè)下掉，因而不需要設(shè)計(jì)彈簧。塑件內(nèi)側(cè)面倒扣1-倒扣4均采用斜推塊抽芯的結(jié)構(gòu)，倒扣5，倒扣6由于倒扣面積大，故采用斜推塊+直推塊組合的結(jié)構(gòu)，對(duì)于此類(lèi)鏡殼模具，塑件頂出脫模后只能采用手工取件的方式，前提是取件時(shí)一定要有手工取件掰的空間。

    2.4 溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    汽車(chē)后視鏡鏡殼為外飾件，外觀要求極高，因此溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞對(duì)模具的成型周期與塑件成型質(zhì)量影響很大。冷卻水道設(shè)計(jì)原則之一是距離型腔面要大致相等，以達(dá)到模具型腔各處溫度大致均衡。本模具的溫度控制系統(tǒng)采用了“直通式水管+傾斜式水路+水井”的組合形式（見(jiàn)圖7和圖8）。這種組合形式是優(yōu)先采用直通式水管，其次是采用傾斜式水路，最后采用水井。其優(yōu)點(diǎn)是塑件冷卻均勻，成型周期短，成型質(zhì)量高，適用于高要求與外觀性能要求高的模具。

    圖7 （a）定模冷卻系統(tǒng)

    圖8 （b）動(dòng)模冷卻系統(tǒng)

    汽車(chē)模具冷卻水道排布按以下規(guī)律設(shè)計(jì)：1.冷卻水方向要與料流方向一致。2.定.動(dòng)模冷卻水道優(yōu)先設(shè)計(jì)成十字網(wǎng)格形式，冷卻回路形成互相交叉形成水路交織網(wǎng)，均勻冷卻塑件。3.在不能設(shè)計(jì)成十字交叉式水路時(shí)，定.動(dòng)模水路在互相有縫隙處交互布置。4.每一組冷卻水盡量只設(shè)計(jì)四條循環(huán)水路，避免水路距離長(zhǎng)影響塑件冷卻效果。5.冷卻水路要設(shè)計(jì)成可與另一組水路進(jìn)行外部接水管連接的方式，方便后續(xù)塑件因變形.收縮等現(xiàn)象的調(diào)整。通過(guò)水路調(diào)整塑件缺陷，在汽車(chē)內(nèi)外飾塑件模具上應(yīng)用廣泛。6.各冷卻水道間隔距離控制在水道的3.5-5倍直徑（一般50-60mm左右），塑件膠位面距離運(yùn)水的距離一般在15-25mm之間，具體根據(jù)模具大小決定。7.冷卻水道與推桿.斜推桿.鑲件之間的距離要保證在8-10mm以上，因?yàn)槟＞叽笄宜�道長(zhǎng)，容易鉆偏。8.在汽車(chē)模具設(shè)計(jì)中，熱嘴盡量要單獨(dú)設(shè)計(jì)一組水路，不能與其它水路串聯(lián)，以利于熱嘴區(qū)域的熱量散失。

    本模具定動(dòng)模溫度控制系統(tǒng)為：定動(dòng)模都設(shè)計(jì)了4組水路，每個(gè)模腔各設(shè)計(jì)2組水路，定動(dòng)模都是4進(jìn)4出，模具冷卻水路設(shè)計(jì)做到了與料流方向一致，采用：“直通式水管+傾斜式水路+水井”的設(shè)計(jì)形式，進(jìn)出水距離做到了大致相等，因而使塑件得到了良好的冷卻效果與外觀質(zhì)量。本模具斜滑塊，以及倒扣5處側(cè)向抽芯投影面積大，熱量集中，因而斜滑塊與直推塊上設(shè)計(jì)了冷卻水，對(duì)斜滑塊，直推塊處膠位進(jìn)行了重點(diǎn)冷卻。

    2.5 脫模系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    本模具為“推桿+推塊+斜推塊”結(jié)構(gòu)，模具在定.動(dòng)模開(kāi)模后，依靠推件推出塑件與流道，推件固定板由注塑機(jī)通過(guò)油缸推動(dòng)和在4支復(fù)位桿的作用下復(fù)位。在設(shè)計(jì)脫模系統(tǒng)時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：1.大型模具（長(zhǎng)寬方向超過(guò)1400mmX700mm）需設(shè)計(jì)6支復(fù)位桿與6支推桿板導(dǎo)柱,所有汽車(chē)模具復(fù)位桿上要設(shè)計(jì)一比復(fù)位桿大一級(jí)的回復(fù)塊，回復(fù)塊一般選45#（S50C）氮化處理。推桿板導(dǎo)柱要布置在推出力大的推出元件附近（如油缸.復(fù)位桿等）。2.所有汽車(chē)模具需要設(shè)計(jì)限位柱，限位柱要優(yōu)先布置在KO孔上方或附近。推桿要排布在靠近R處的受力位置，布置在包緊力大的位置，推桿設(shè)計(jì)要大，推桿布置要多些，設(shè)計(jì)推桿盡量設(shè)計(jì)成同一規(guī)格，不要設(shè)計(jì)很多種規(guī)格，這樣可以避免頻繁更換鉆嘴，節(jié)省加工時(shí)間與加工成本。

    3 模具工作過(guò)程

    熔體通過(guò)注塑機(jī)噴嘴，經(jīng)熱嘴23進(jìn)入模具型腔，熔體充滿(mǎn)型腔后，經(jīng)保壓、冷卻和固化，至足夠剛性后，注塑機(jī)拉動(dòng)模具的動(dòng)模固定板14，模具從分型面PLⅠ處開(kāi)模。開(kāi)模300mm后，注塑機(jī)油缸推動(dòng)推件固定板12，推件固定板推動(dòng)推桿30，接著油缸繼續(xù)作用，繼續(xù)推出60mm,推動(dòng)所有推件將成型塑件推離動(dòng)模。塑件取出后，注塑機(jī)油缸拉動(dòng)推件及其固定板復(fù)位，接著注塑機(jī)推動(dòng)動(dòng)模合模，模具開(kāi)始下一次注射成型。

    4 結(jié)果與討論

    本模具采用推桿+推塊+斜推塊推出的脫模機(jī)構(gòu)，這是汽車(chē)后視鏡鏡殼模具的典型結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)本類(lèi)模具要注意，這種結(jié)構(gòu)必須是手工取件，手工取件需要取件時(shí)手工掰出塑件，對(duì)于這類(lèi)塑件，塑件必須要有擺動(dòng)的空間。這種依靠手工掰出的塑件，在汽車(chē)模具設(shè)計(jì)中也不少，如汽車(chē)轉(zhuǎn)向柱，油門(mén)蓋等。

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