汽車前大燈燈殼注塑模如何設計？

2017-04-29 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

汽車車燈主要是用做照明,可以說是汽車的眼睛,車燈是對所有汽車照明系統(tǒng)的統(tǒng)稱。汽車車燈外觀要求高,幾個重要零件都是透明件,電鍍件等,可以說汽車外觀要求最高的零件就是車燈,因而對模具設計與制造要求極高。

一般汽車的主要燈飾件就是前后大燈。車燈不同的車系有不同的配置,同一車系依據(jù)高低配置也不盡相同。組成汽車前后燈的主要零件有:左右透鏡.左右裝飾框.左右燈殼.左右反射鏡等。汽車車燈的外觀要求極為嚴格,本文選取某名牌汽車前大燈模具進行介紹。本文詳細介紹汽車車燈注塑模具的設計經(jīng)驗和要點,以某品牌汽車的一款汽車的前大燈作為案例來分析。

汽車前大燈組裝效果如圖1所示:

圖1 汽車前大燈組裝效果圖

圖2 汽車前大燈架構與效果圖

圖3 汽車后大燈架構與效果圖

圖4 汽車車燈主要零件圖

車燈的組成:

圖4所示為汽車車燈的主要零件,組成汽車前后燈的主要零件有:左右透鏡.左右裝飾框.左右燈殼.左右反射鏡等。汽車車燈的外觀要求極為嚴格,本文選取某名牌汽車前大燈模具進行介紹。

圖5 汽車前大燈功能定義圖

前大燈采用H7作為遠近光光源,通過一個電機和擋片進行遠近光切換;位置燈采用8顆LED,并帶有單獨的位置燈配光鏡;轉(zhuǎn)向燈采用PY21W作為光源,無單獨配光鏡,透鏡上可以做適當?shù)幕y。裝飾框局部做磨砂效果,磨砂區(qū)域如圖6所示,其余部分高亮。

圖6 汽車前大燈磨砂位置

通過圖5與圖6所示:外觀可觀察到本大燈的零件有:透鏡.裝飾框.裝飾眉片.燈殼等,還有部分零件在大燈內(nèi)部不可見。下面以此款車燈為例,介紹汽車前大燈燈殼塑件的模具設計經(jīng)驗與要點。

本文以汽車前大燈燈殼零件為例,詳細介紹汽車燈殼注塑模具的設計要點與技術總結。汽車燈殼零件如圖7所示:

圖7 汽車前大燈燈殼零件圖

1. 塑件外觀要求與結構分析

圖7所示為某品牌汽車前大燈燈殼零件圖,材料為PP+TD20,其中PP為燈殼外罩的基體,TD20是材料中加入20%的滑石粉,主要是提高燈殼外罩的剛性。非外觀件,屬內(nèi)部功能件。塑件尺寸為:475.3*355.6*291.4mm。塑件特點如下:

1)非外觀件,塑件外觀面不允許有斑點,收縮凹陷.熔接痕.飛邊等缺陷(外觀縮痕要求不是很高);

2)塑件為內(nèi)部功能件,燈頭孔.后蓋孔等裝配要求高;

3)塑件外形復雜,塑件外側面有6處倒扣,燈殼除了燈頭孔非左右鏡像外,其余特征都是左右鏡像;

4)塑件外側面共有6處倒扣,需采用側向抽芯結構;

5)根據(jù)塑件特征,燈殼塑件有粘定模風險,塑件設計需預防粘定模。

2. 模具結構分析

根據(jù)汽車燈殼的結構特點與外觀要求,模具優(yōu)先采用熱流道注塑模結構。經(jīng)模流分析結果與技術討論,最終采用2點開放式熱流道直接進膠。本模具S1,S2,S3,S4,S5,S6由于在塑件外側,倒扣面積大,因此優(yōu)先采用動?！靶睂е?滑塊”的抽芯結構。本模具最大外形尺寸為:1200*950*820(mm),總重量約8噸,屬于大型注塑模具。詳細結構見圖8、圖9、圖10。

圖8 汽車燈殼注塑模具結構圖1

圖9 汽車燈殼注塑模具結構圖2

圖10汽車燈殼注塑模具結構圖3

1.面板;2.熱流道板;3.導柱;4.A板;5.承壓板;6.導套;7.動模鑲件;8.司筒;9.B板;10.頂針板導柱;11.方鐵;12.頂針板導套;13.底板;14.鎖模塊;15.復位塊;16.復位桿;17.支撐柱;18.復位彈簧19.彈弓膠;20.垃圾釘;21.限位柱;22.推桿面板;23.推桿底板;24.動模鑲件;25.滑塊;26.彈簧;27.斜導柱;28.耐磨塊;29.耐磨塊;30.動模鑲針;31.定模鑲件;32.定模鑲件;33.二級熱嘴;34.動模鑲件;35.承壓板;36.斜導柱固定塊;37.斜導柱;38.耐磨塊;39.限位塊;40.滑塊;41.滑塊固定座;42.耐磨塊;43.頂針;44.司筒;45.司筒針;46.司筒針壓塊;47.斜導柱固定塊;48.耐磨塊;49.斜導柱;50.滑塊;51.限位塊;52.耐磨塊;53.動模鑲件;54.動模鑲件;55.斜導柱固定塊;56.耐磨塊;57.斜導柱;58.滑塊;59.限位塊;60.耐磨塊;

2.1成型零件設計

由于模具為大型模具,分型面復雜,故成型零件和模板采用一體式結構,即模具的定模A板就是定模成型零件,模具的動模B板就是動模成型零件。這種結構的優(yōu)點是結構緊湊,強度剛性好,模具體積小,避免了開框、配框和制造斜楔等繁瑣的工序。

本模具因為塑件材料為PP+TD20,非外觀件,故定、動模鋼材采用P20,718均可。由于推件均在動模側,故模具打開后塑件必須留在動模側。本模具由于塑件外觀形狀復雜,開模后塑件有可能粘在定模,因此在設計燈殼注塑模具時要預防塑件粘定?，F(xiàn)象的發(fā)生,具體措施是在塑件與定模包緊力大的區(qū)域?qū)鎰幽仍O計加強筋或設計倒扣紋,如果這樣還會粘定模的話,還可以在推桿上加工倒扣拉住塑件留在動模側。

設計本模具時要注意燈頭孔鑲件的設計,燈頭孔左右是平移關系,而不是鏡像關系,這是燈殼注塑模具容易犯錯的地方之一,要注意燈頭孔的尺寸精度,燈頭孔的拔模斜度必須做到0.5°以內(nèi),否則會影響燈座與燈頭孔的裝配。燈殼塑件加強筋多,BOSS柱也較多,注塑模具的定、動模鑲件很多,鑲針與推管也多。定、動模鑲件應采用冬菇頭定位,做斜度。螺絲盡量從正面旋入,有膠位區(qū)域采用堵銅處理。其它方面,成型零件設計時要注意插穿角度,在汽車模具設計中,為了提高模具壽命與避免塑件飛邊所有插穿位置設計7°以上角度。

本模具定動模對插部分的插穿角度至少保證在7度以上,為了保證定動模的精準定位,本模具AB板采用四面圍邊互鎖定位。由于插穿處需要精確定位,在FIT模時,定動模需要緊配,為了模具美觀與配模,在定模設計了5度耐磨塊,從而避免鉗工師傅因使用打磨機將模具打磨得很難看的現(xiàn)象發(fā)生。

本模具設計時還做到了以下幾點:

1. 分型面順滑無尖角,無薄鋼,無線或點封膠;構建了面封膠,在分模時使用延伸,掃掠,網(wǎng)格等做面方法,分型根據(jù)塑件的形狀構建面,車燈模具分型面要求極高,不允許構建的面起皺。構建的分型面能有效保證CNC加工精度,不需EDM清角,分型面也不容易跑毛邊。車燈模具分型面光刀時需高速機,機床主軸轉(zhuǎn)速保證每分鐘至少20000轉(zhuǎn)以上。

2. 鑲件與動模的配合部分,止口根部設計了合適的工藝倒R角或避空位,簡化了加工工序和減少加工工時,提高加工效率。

3. 所有非成型轉(zhuǎn)角設計R角,防止應力開裂,工藝R角不小于R5,根據(jù)模具大小,盡可能設計比較大的工藝R角;模具上銳利的棱邊容易造成操作人員意外受傷,模具上非參與成型或配合的棱邊都要設計倒C角或R角,根據(jù)模具大小盡可能設計比較大的倒角。

4. 分型面的避空:模具分型面寬度為40MM,分型面以外的區(qū)域定動模都要避空1MM,以有效減少加工工時。分型面的避空不僅指外圍分型面,也包括大面積的分型面。特別說明:模具分型面的寬度包括排氣槽在內(nèi)。在大面積的避空處要設計承壓塊,以保證模具受力均勻,避免模具長期生產(chǎn)跑披鋒,在砰穿孔區(qū)域設計避空的同時,還要在定?；蛘邉幽ＴO計排氣孔,方便定動模合模時壓縮的空氣排出。

5. 分型面根據(jù)塑件形狀構建,必要時對塑件進行優(yōu)化處理。對于中大型模具,承壓板槽盡量開通,方便CNC加工。設計分型面時盡量以簡化模具加工,平整順滑為原則,做出的分型面無薄鋼,無尖角,插穿角度合理。

6. 分型面圓滑平整,UG分模時禁止出現(xiàn)很多碎面小面(CNC加工時易彈刀,加工精度降低),盡量用延伸面,網(wǎng)格面,掃掠面構建分型面,或者先延伸10-20mm封膠面,再做拉伸面與過渡面,封膠面根據(jù)注塑機噸位與模具的大小設計。

7. 分型面或者插穿孔所有插穿角度設計在7度以上,提高模具使用壽命。

8. 對于汽車中大型模具,鑲件設計盡量優(yōu)先從分型面裝拆的方式,塑件膠位面可采取堵銅處理,鑲件需兩側設計5度斜度,方便配模與裝拆鑲件。

2.2澆注系統(tǒng)設計

塑件通過模流分析,澆注系統(tǒng)采用2點開放式熱流道直接進膠。在設計模具時,在熱嘴區(qū)域以及熱嘴正對著的動模區(qū)域,要設計冷卻水來加強對熱嘴區(qū)域的冷卻,避免熱嘴出現(xiàn)流延,拉絲, 澆口殘留過高的現(xiàn)象發(fā)生。本模具為開放式熱流道進膠,在設計熱流道時要注意以下幾點:

1. 熱流道固定板涉及走線區(qū)域需要設計工藝R角,避免劃傷電線。走線區(qū)域為了便于CNC加工,盡量走直線,少拐彎。

2. 設計熱流道時需要仔細檢查熱流道插座的位置是否符合客戶要求。

3. 模具的主射嘴必須低于面板至少2MM,以防翻模時碰壞熱嘴。

4.液壓系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)連接在非操作側,不可超出碼模板,如果超出碼模板就需要設計保護板,或者將液壓系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)沉入模板內(nèi)側,起到保護熱流道元件,避免液壓系統(tǒng)與電氣元件被撞壞的現(xiàn)象發(fā)生。

本模具澆注系統(tǒng)采用熱流道直接進膠,進膠點直接設計在塑件表面,這樣的設計料流速度快,注塑周期短,成型質(zhì)量好。因為燈殼為非外觀件,表面的進膠痕跡不會影響外觀。本模具的熱流道澆注系統(tǒng)見圖11,它由接線盒、一級熱射嘴、二級熱射嘴和熱流道板組成。

圖11汽車燈殼注塑模具熱流道設計

2.3 側向抽芯機構設計

每個塑件均有6個倒扣,模具分別由S1,S2,S3,S4,S5,S6六個側向抽芯機構完成側向抽芯。均采用了“動?；瑝K+斜導柱+定位夾”的抽芯機構,由滑塊25、斜導柱27、斜導柱固定塊36、定位夾26、限位塊39和耐磨塊28組成,見圖12。這種結構加工簡單,抽芯動作安全穩(wěn)定可靠。

設計滑塊時優(yōu)先采用機械驅(qū)動結構,因為機械驅(qū)動最穩(wěn)定可靠,且節(jié)省成本?；瑝K的設計原則是:

1.優(yōu)先左右側,次選天地側,天側設計滑塊需要設計彈簧或定位夾定位。地側滑塊不設計彈簧,因為滑塊憑著自身重量開模時會下掉,可以設計定位夾代替彈簧。

2.優(yōu)先常規(guī)滑塊,次選斜滑塊。因為斜滑塊加工難度大,成本高,結構更復雜,常規(guī)滑塊更安全可靠。塑件排位時應盡量避免滑塊和斜頂產(chǎn)生復合抽芯角度(即相互發(fā)生干涉),減小模具加工的難度,見圖7。圖7所示的滑塊需朝上和朝右兩個方向抽芯,加工困難。更改排位后,滑塊只需朝上抽芯,加工簡單。

3.滑塊的設計需遵循動模優(yōu)先原則,能動?；瑝K不定?；瑝K,能常規(guī)滑塊不斜滑塊,能斜滑塊不隧道滑塊?；瑝K的設計需確?；瑝K風險最小,塑件不能粘滑塊。加工力求方便簡單,模具結構簡單化為原則。

圖12滑塊設計要點

圖13汽車燈殼滑塊側向抽芯機構

2.4 溫度控制系統(tǒng)設計

汽車前大燈燈殼尺寸精度高,模具溫度控制系統(tǒng)設計要保證冷卻均勻和快速冷卻。要做到這一點,冷卻水道距離型腔面必須大致相等,以達到模具型腔各處溫度大致均衡。因為燈殼外形落差大,所以本模具的溫度控制系統(tǒng)采用了“垂直式水管+隔片式水井”的組合形式,見圖14與圖15所示。本模具冷卻充分,水路設計均勻合理,因此大大提升了塑件的生產(chǎn)效率,成功將注塑周期控制在40S左右。

圖14(a)定模冷卻系統(tǒng)

圖15(b)動模冷卻系統(tǒng)

本模具定動模溫度控制系統(tǒng)為:定模設計了4循環(huán)水路,動模設計了5組循環(huán)水路。本模具溫度控制系統(tǒng)設計時還要注意以下幾點:

1)冷卻水方向要與料流方向一致。冷卻面積至少是塑件面積的60%。(不包含塑件以外的區(qū)域)。

2)定、動模冷卻水道優(yōu)先設計成十字網(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)在不能設計成十字交叉式水路時,定.動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計四條循環(huán)水路,避免水路距離長影響塑件冷卻效果。

5)冷卻水路要設計成可與另一組水路進行外部水管連接的方式,方便后續(xù)塑件因變形、收縮等現(xiàn)象的調(diào)整。通過水路調(diào)整解決塑件缺陷,在汽車內(nèi)外飾塑件模具上應用廣泛。

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),水管距型腔表面的距離一般在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,因為模具大且水道長,容易鉆偏。

8)在汽車模具設計中,熱嘴盡量要單獨設計一組冷卻水路,不能與其它水路串聯(lián),以利于熱嘴區(qū)域的熱量散失。

2.5 導向定位系統(tǒng)設計

本模具在4個角上各設計了1支D60*445圓導柱。(導柱最長做到10倍直徑)導柱安裝在定模側,由于塑件開模后留在動模側,這樣就不會影響塑件取出,同時避免塑件粘上導柱上的油污。

導柱在翻模時還可作為支撐腳用,方便FIT模,如圖16所示。圓形導柱的長度必須保證合模時,在斜導柱插入滑塊之前20mm就插入導套,否則在模具的制造和生產(chǎn)中會帶來很大的麻煩,嚴重時會損壞模具。模具導向系統(tǒng)的設計必須注意三級定位的設計,特別是要求高的汽車塑件。模具導向定位設計不合理會造成模具運動不順暢,模具易損壞,定動模錯位,塑件出現(xiàn)段差等問題,是注塑模具至關重要的系統(tǒng)。

圖16汽車燈殼注塑模具導向定位系統(tǒng)

一級定位是指模具導柱的定位,是模具的初級定位,通過定動模導柱與導套的相互配合來完成定動模的定位。定位精度取決于模胚孔的加工精度與導柱導套的尺寸精度,模胚孔加工不準會造成導柱插燒。導柱同時也是承受模胚重量的主要零件,設計時要考慮其強度與長度,太長太弱的導柱也會造成模具定位不準與導柱插燒等問題。根據(jù)經(jīng)驗,導柱最長做到其直徑的10倍。

導柱導套的作用可歸納為3點:

1.對活動的零件進行準確的導向與定位。

2.支撐模具重量。

3.保護模具成型零件。

一般導柱的直徑大小按LKM標準來選擇,非標模具導柱的直徑大小可以參考LKM標準,位置可以按圖17所示標準設計,模具的導柱直徑最大一般只能做到80mm。導柱的長度要保證能夠高出模具最高面30mm,有滑塊的模具保證在斜導柱插入滑塊之前20mm進入導套,如圖18。在注塑生產(chǎn)過程中經(jīng)常要對導柱導套做保養(yǎng)潤滑,避免導柱導套摩擦。模具碼模不緊與機臺前后板的不平行也是造成導柱定位不準與插燒的原因。綜上所述,模具的一級定位至關重要。

二級定位是指模具止口以及四面圍邊式的定動?；ユi定位,二級定位主要是模胚的定位。定位精度要高于導柱導套的定位。止口上耐磨塊槽盡量要配合加工,保證定動模的配合精度。耐磨塊材料采用熱處理材料CR12,在耐磨塊摩擦面要有油槽潤滑,耐磨塊可以有效保護模具上的薄弱插穿面,對精密模具與汽車模具來說二級定位非常重要。模具插穿面容易造成磨損與塑件易出現(xiàn)飛邊問題。現(xiàn)實生產(chǎn)中很多塑件外觀面的拖傷也是與二級定位沒有設計有關系,這一點需要特別引起重視。

三級定位是指模仁上設計止口定位,主要保護模具插穿面的精確定位。模仁上止口的定位是定動模仁上的精準定位,是有效保護模仁上插穿面的機構,同時也承受注塑的側向壓力。設計時不能向同一方向設計,需互鎖,避免模具向一側傾斜打滑,如圖19。止口定位一般設計為角度插穿,角度要比模仁上最小插穿角度與外觀面紋面角度小0.5-1度,才能保證在開合模過程中有效保護模仁插穿面與防止紋面拉花拉傷。止口在加工與合配模具時插穿要比模仁上緊,需要設置合理的加工公差,盡量采用機床加工精度保證其配合精準,避免人工配合。這一點對汽車模具與精密模具尤為重要,止口高度設計需比模仁最高面高5-10mm,可有效保護模仁面。

汽車注塑模具的三級定位一級比一級準確,三級定位對于汽車模具與精密模具影響重大。是保證塑件質(zhì)量與模具導向定位的關鍵,對于其它模具也同樣適用。如果塑件沒有任何插穿面與外觀紋面時可以省掉部分定位設計,其余都要設計三級定位,并且要保證精度。

圖17導柱位置設計標準

圖18圓導柱強度與長度設計參考

受力不平衡,有側滑趨勢

圖19止口設計要點

2.6 脫模系統(tǒng)設計

本模具為“推桿+推管+彈簧+拉復位”結構,模具在定動模開模后,依靠推件推出塑件,推件固定板由注塑機通過油缸推動,在4支復位桿的作用下復位。頂針設計盡量大,盡量少設計不同規(guī)格的頂針,避免頻繁更換鉆嘴。本模具脫模系統(tǒng)設計需要注意以下幾點:

1. 所有異形面推桿必須設計止轉(zhuǎn),避免發(fā)生錯誤裝配,頂針表面嗮網(wǎng)格,避免頂出時推桿打滑。

2. 回針孔設計單邊有避空(中小型模具避空0.5,大型模具避空1.0),回針端部設計工藝螺絲孔。為了方便加工、合模,回針直徑大于等于20MM時,回針對面要設計墊塊。注塑機設備頂出孔不能與垃圾釘、支撐柱干涉。

本注塑模具脫模機構采用“推桿+推管”結構形式,模具在定、動模開模與側向機構抽芯后,依靠模具推出系統(tǒng)推出塑件,推件固定板由注塑機通過KO孔機械推動和在4支復位桿的作用下復位。汽車注塑模具在設計脫模系統(tǒng)時要注意以下幾點:

1. 大型模具(長寬方向超過1400mm×700mm)需設計6支復位桿與6支推桿板導柱,定模A板上與復位桿接觸的位置要設計一個直徑比復位桿大5mm的耐壓塊,耐壓塊一般選用45#(或S50C)表面氮化處理。推桿板導柱要布置在推出力大的推出元件附近(如油缸、復位桿等)。

2. 所有汽車注塑模具需要設計限位柱,限位柱要優(yōu)先布置在KO孔上方或附近。

本模具部分滑塊底下有推桿,為防止合模時推桿和A板反復撞擊導致A板和推桿相撞,模具設計了一個推件板先復位機構:在4根復位桿固定端的下方各設計一根￠20×20的彈簧,復位桿固定板的大頭孔比復位桿固定端深3mm,開模后由于彈簧的作用,復位桿會往前比推件多推出3mm,這樣就可以保證合模時復位桿和定模A板提前3mm接觸,將推件固定板和推件提前推回復位,達到推出零件先復位的目的。

塑件后蓋孔與左右轉(zhuǎn)向燈頭孔由于塑件裝配時要加密封圈,密封效果要求很高,因此此區(qū)域不要設計推桿,以免影響密封性。

圖20 汽車燈殼注塑模具頂出復位系統(tǒng)

2.7 模胚結構件設計

本模具采用4支D60*445導柱導向與支撐,模具整體強度好。在注塑過程中,由于受注塑壓力的影響,模板的強度將會受一定程度的影響。因此,除了模胚強度足夠外,還需要設計一些輔助結構件,用來加強模具的強度與壽命。設計時注意以下幾點:

1. 為了FIT模與加工方便,本模具在頂針底板與碼模板之間設計6個工藝螺絲,工藝螺絲規(guī)格要比頂針板螺絲大一規(guī)格,在工藝螺絲旁刻上“工藝螺絲”字樣,因為工藝螺絲在模具生產(chǎn)時是要拆除的,這樣設計的目的是便于鉗工辨認,防止出錯。限位柱盡量布置在KO孔上方或附近,在斜頂與直頂?shù)撞炕蚋浇嗖贾美?間距150mm左右。

2. 模具分型面上承壓塊沉如模內(nèi),承壓塊和精定位不能開油槽,承壓快槽?？蜻吘壷辽俦ＷC15mm以上距離。

3. 限位柱的設計:機械頂出的模具設計在頂棍孔上方;油缸頂出的模具設計在油缸附近。

4. 支撐柱的設計:支撐柱與方鐵之間距離應保持在25-30mm,支撐柱與支撐柱之間距離在80-120mm。支撐柱總面積為頂針板面積的25%-30%。1.在進膠區(qū)域與塑件投影面積區(qū)域多設計支撐柱,而且支撐柱設計盡量大。因為這些區(qū)域注塑壓力集中,分型面很容易出現(xiàn)飛邊,因此多設計支撐柱可減少分型面與流道飛邊的產(chǎn)生。2.在模具掏空位置,強度較弱的位置布置撐頭,如滑塊底部,內(nèi)抽芯底部等。

5. 回針的底部必須設計垃圾釘(垃圾釘設計在底板上);如果頂出系統(tǒng)由兩張板組成,回針附近必須設計緊固螺絲,避免頂針板變形。

3. 模具工作過程

熔體通過注塑機噴嘴,經(jīng)熱嘴33進入模具型腔,熔體充滿型腔后,經(jīng)保壓、冷卻和固化,至足夠剛性后,注塑機拉動模具的動模固定板13,模具從分型面PLⅠ處開模。開模500mm后,塑件所有滑塊在斜導柱的驅(qū)動下與塑件脫離。注塑機油缸推動推件固定板22,推件固定板推動推桿16,接著油缸繼續(xù)作用,頂出75mm后,塑件與動模分離,塑件經(jīng)過機械手取件后,注塑機油缸拉動推件及其固定板復位,接著注塑機推動動模合模,模具開始下一次注射成型。

4. 模具強度與分型面管位設計

本模具分型面管位設計在定動模上,采用四角止口與四面圍邊的設計形式,這樣定位既可靠模具強度亦好,模具布局緊湊合理。在汽車模具設計中,定動模插穿處角度盡量設計到7度以上,實在不行也要設計在5度以上。因為插穿角度大,模具壽命會大大提高,模具插穿處披鋒的現(xiàn)象也會大大降低。對于插穿角度在3度以下的位置,1度精定位與0度精定位很難保證定動模精準地定位,所以插穿角度應盡量取大,對于大中型模具一般建議設計在7度以上,從而保證模具的使用壽命。

根據(jù)塑件的尺寸大小與結構來設計模具時,首先必須保證模具的強度和剛性,這一點對大型汽車注塑模具尤其重要。合理的模具設計理念應該是:模具強度既合理又不浪費,就地取材,模具強度與成本兼顧,選取最優(yōu)的設計方案與加工工藝。對于模具強度太強顯得亂費,太弱則影響模具使用壽命。本模具分型面管位設計在定動模,定動模四面圍邊四周做5°斜度,四周做耐磨塊,此種四面圍邊的設計方法在汽車門板與擋泥板等模具上應用廣泛。

圖16所示A.B兩尺寸的計算方法是:首先從塑件最大邊緣加40mm封膠位(在汽車模具設計中,小型模具(5050以內(nèi))30mm封膠,中型模具(5050-1010)40mm封膠,大型模具(1010以上)50mm封膠。),再加50-70mm避空位(在汽車模具設計中,只有封膠位配合,其余全部避空,減少FIT模工作量。避空位也是保證模具強度的區(qū)域。),然后再加上模胚處分型面承壓板的尺寸就是A.B的尺寸,這樣就設計出既符合客戶模具強度要求又節(jié)省成本的模具。C處尺寸不同塑件數(shù)值會不一樣,最少D處尺寸定模要保證塑件最高膠位面有80mm以上距離,動模由于承受注塑壓力大,需相應加厚,E處最低設計100mm以上。用來保證模具強度。

圖21 汽車燈殼注塑模具強度

5. 模具排氣系統(tǒng)設計

汽車注塑模具一般較大,排氣系統(tǒng)的設計相當重要。如果排氣結構設計不合理,會嚴重影響塑件的質(zhì)量,出現(xiàn)包括填充不滿、困氣、脫模不順等注塑缺陷,嚴重時產(chǎn)品分型面處還會出現(xiàn)燒焦痕跡。汽車前大燈燈殼屬于內(nèi)部功能件,合理設計排氣至為重要。本模具排氣開設在分型面上,根據(jù)塑件特征,排氣槽開設在動模上。這種排氣槽加工方便快捷,可以直接CNC加工出來。在設計模具排氣系統(tǒng)時要注意以下幾點:

1)排氣要優(yōu)先開設在料流末端與塑件轉(zhuǎn)角位置。

2)靠近鑲件或壁厚最薄處,因為這里最容易形成熔接痕。

3)最好開設在分型面上,因為分型面上產(chǎn)生溢料最容易清除。

本模具排氣設計在動模側的分型面上,如圖22所示。

圖22 汽車燈殼注塑模具排氣系統(tǒng)設計

6. 結果與討論

汽車燈殼塑件很容易出現(xiàn)粘定模的現(xiàn)象,解決車燈燈殼塑件粘定模的前期設計預防一般是:

1. 模具設計前檢查塑件抱緊力大的區(qū)域的脫模斜度是否大于3度以上,盡量設計在5度以上,避免粘定模與塑件拖傷。

2. 在塑件容易粘模與包緊力大的內(nèi)側面設計倒扣紋,倒扣紋深度在0.5~1mm,倒扣紋設計在靠近塑件的圓角處。

3. 塑件定模包緊力大處其相對應的塑件內(nèi)側面設計加強筋,或者在推桿上設計倒扣勾。

本模具設計中塑件抱緊力大的區(qū)域由于出模斜度在5度以上,且在動模側設計了0.5mm深的倒扣紋,因此模具頂出脫模順利,各機構運動順暢,模具安全穩(wěn)定可靠,模具沒有粘定模的現(xiàn)象,成功解決了燈殼類塑件粘定模的問題。該車型模具試產(chǎn)后,裝車效果良好,尺寸穩(wěn)定。改款車燈車展中得到了客戶的認可與好評,為客戶創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟效益。

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