1 塑件分析

塑料頂蓋外裝飾板材料一般為ABS、改性PP，如PP-20拄下、PP-T30等，綜合成本及性能考慮卖檬，該新能源車型塑料頂蓋外裝飾板制品材料選用PP-T30^[3]鸳咐。圖1所示為該新能源車型頂蓋外裝飾板，外形尺寸為1 249 mm×1 267 mm×238 mm静熊，主壁厚為3 mm泥觉，質(zhì)量為5.48 kg。頂蓋外裝飾板為外觀噴涂件亩咪，外觀面不能存在熔接痕紊捉、流痕、縮印等缺陷，同時由于其直接裝配在鈑金上溯剑，對注射成型后的尺寸也有較高的要求蛉加。

圖1   頂蓋外裝飾板

2 模具方案設(shè)計

2.1 澆口數(shù)量及澆口位置確定

根據(jù)頂蓋外裝飾板的造型特點(diǎn)，如果采用常規(guī)的模具設(shè)計方案缸逃，即從待成型制品外觀面?zhèn)仍O(shè)計進(jìn)料點(diǎn)七婴，則進(jìn)料點(diǎn)只能布置在制品的周圈，由于進(jìn)料點(diǎn)距離中部區(qū)域的距離過長察滑，導(dǎo)致中間區(qū)域存在填充困難打厘、熔接痕難以控制等外觀問題，并且尺寸變形量也較大贺辰。因此經(jīng)過分析户盯，對該頂蓋外裝飾板模具采用倒裝設(shè)計方案，即從待成型制品背面?zhèn)仍O(shè)計進(jìn)料點(diǎn)饲化。由于塑件尺寸較大莽鸭，不易填充且注射壓力要求高，需設(shè)計多點(diǎn)進(jìn)料吃靠。經(jīng)Moldflow優(yōu)化分析硫眨，決定采用15點(diǎn)針閥式進(jìn)料，進(jìn)料點(diǎn)位布局如圖2所示巢块。其中點(diǎn)1织岁、2、3采用側(cè)澆口炒垫，澆口尺寸20 mm×1.2 mm着脐；其余進(jìn)料點(diǎn)設(shè)在待成型制品背面，澆口尺寸為φ5 mm够煮。同時畸居，熱流道內(nèi)徑尺寸為φ22 mm，針閥直徑為φ8 mm弟茸。

圖2   Moldflow進(jìn)料點(diǎn)布局

根據(jù)倒裝模的設(shè)計經(jīng)驗(yàn)栅洁，如果熱流道第1個開啟點(diǎn)直接設(shè)在待成型制品背面的進(jìn)料點(diǎn)，則常會在該進(jìn)料點(diǎn)對應(yīng)位置的外觀面產(chǎn)生明顯的澆口痕跡版叁。為避免澆口痕跡的產(chǎn)生劳诽，選擇點(diǎn)1作為熱流道順序閥的第一開啟點(diǎn)。綜合分析后塌自，該頂蓋外裝飾板模具的熱流道順序閥開啟順序?yàn)椋狐c(diǎn)1→點(diǎn)2/3→點(diǎn)4/5/6/7→點(diǎn)8/9→點(diǎn)10/11→點(diǎn)12/13→點(diǎn)14/15径楼。圖3所示為MoldFlow制品變形分析結(jié)果，制品整體變形均勻且變形較小悟旧，滿足設(shè)計要求嚼锄。

圖3   Moldflow變形分析

2.2 模具零件鋼材

由于該頂蓋外裝飾板外觀表面需要進(jìn)行噴涂處理减拭，對模具型腔板鋼材的拋光性能有一定的要求。綜合評估模具質(zhì)量区丑、成本與使用壽命等因素拧粪，該頂蓋外裝飾板模具型腔板鋼材采用寶鋼718H，型芯鋼材采用寶鋼P(yáng)20沧侥。

2.3 模具推出機(jī)構(gòu)

該頂蓋外裝飾板模具采用倒裝設(shè)計方案可霎，如圖4所示，模具主要推出機(jī)構(gòu)包括斜楔組件宴杀、斜推組件癣朗。

圖4   頂蓋外裝飾板模具結(jié)構(gòu)

2.3.1 斜楔機(jī)構(gòu)

按制品脫模分析，頂蓋外裝飾板兩側(cè)面后端區(qū)域的分型線位于外觀面的R角上旺罢，如圖5所示旷余。頂蓋外裝飾板裝車后，此分型線外漏區(qū)域處于車輛側(cè)面外觀主視區(qū)域扁达，外觀等級要求高正卧，故不允許分型線外漏。

圖5   外漏分型線

為了避免在制品裝車的主視區(qū)域出現(xiàn)分型線缨拇，模具采用了斜楔機(jī)構(gòu)茅早。采用斜楔后分型線如圖6所示，頂蓋外裝飾板兩側(cè)面原來外漏的分型線被設(shè)計在R角內(nèi)側(cè)类紧，制品裝車后此位置的分型線不可見肘论；同時，斜楔的另一條分型線設(shè)計在頂蓋外裝飾板的中部區(qū)域沙书，制品裝車后此區(qū)域處于車頂耳恭，是汽車的非主視區(qū)域，分型線不易被觀察到优学。

圖6   采用斜楔后成型塑件的分型線

模具斜楔機(jī)構(gòu)如圖7所示，主要包括彈塊主體箱藏、氮?dú)鈴椈啥赋ā?dǎo)向條、限位塊鲜堆。斜楔機(jī)構(gòu)安裝在型腔板上掖沸，模具開模過程中在氮?dú)鈴椈傻淖饔昧ο拢毙ㄑ貙?dǎo)向條的方向運(yùn)動昌执，以退出塑件在開模方向上的倒扣烛亦，斜楔的運(yùn)動行程由限位塊確定。

圖7   模具斜楔機(jī)構(gòu)

2.3.2 斜推機(jī)構(gòu)

制品背面的卡扣座安裝結(jié)構(gòu)及其他倒扣面由斜推機(jī)構(gòu)成型和脫模懂拾，如圖8所示煤禽。

圖8   模具斜頂機(jī)構(gòu)

2.4 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)

頂蓋外裝飾板注射成型中铐达，模具溫度影響制品的成型質(zhì)量（變形、尺寸精度檬果、力學(xué)性能和表面質(zhì)量）和生產(chǎn)效率瓮孙，因此需要根據(jù)材料性能與成型工藝的要求進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計^[4]。頂蓋外裝飾板模具的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括熱流道加熱及冷卻系統(tǒng)和型腔板选脊、型芯的冷卻杭抠。熱流道的加熱及冷卻系統(tǒng)由熱流道公司提供，但由于此模具為倒裝模恳啥，對于進(jìn)料點(diǎn)直接搭接在制品背面的熱流道順序閥進(jìn)料點(diǎn)位偏灿，為了避免因噴嘴溫度過高而導(dǎo)致制品外觀面上產(chǎn)生縮痕、亮印等外觀缺陷钝的，模具設(shè)計了熱流道冷水套翁垂，如圖9所示。

圖9   熱流道冷水套

為避免制品冷卻不均勻而導(dǎo)致翹曲變形叁席，頂蓋外裝飾板模具的型腔板棍潜、型芯冷卻水路設(shè)計除了遵循冷卻系統(tǒng)設(shè)計的一般原則^[5]外，還有以下設(shè)計特點(diǎn)：①沿制品形狀盡量設(shè)計隨形水路蚕察，盡可能使所有冷卻管道與型腔表面的距離相等针如，保證均勻冷卻，減小制品翹曲變形量犯党，冷卻水路如圖10所示艇泡；②水孔直徑為φ15 mm，水井直徑為φ24 mmn示董，保證了足夠的傳熱面積广狂；③水路之間的間距為60 mm，水路距型腔表面為20~25 mm艾烫，距其他非膠位面>15 mm镀翁；④模具采用集中供水方式，設(shè)計集水塊與注塑機(jī)連接拄讨；⑤單組冷卻回路的長度保證在3 m以內(nèi)卸悼，進(jìn)、出口冷卻水溫差在3 ℃以內(nèi)椭员；⑥型腔板车海、型芯溫度獨(dú)立控制。

圖10   冷卻水路排布

原文作者:石波郝加杰

作者單位：上汽通用五菱汽車股份有限公司

（石波 模具工業(yè)）

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