车灯装饰罩注射模设计

0 引 言

车灯装饰罩是汽车前大灯旁边的装饰塑件，由螺钉和卡扣固定，要求塑件成型时不能变形，否则不能正常安装或安装后与载体之间存在较大的间隙，影响装配质量。另外，由于该塑件是外观件，外表面的要求较高，不能有浇口痕、熔接痕、飞边、气泡等缺陷。

1 车灯装饰罩结构分析

车灯装饰罩的外表面光滑，在内表面上有5个螺柱和4个倒扣，如图1（a）所示。为了防止成型塑件外表面产生收缩，螺柱底座被镂空，底座两侧搭在塑件侧面，如图1（b）所示。倒扣1的根部与塑件侧壁紧贴，为了防止出现收缩，将倒扣1根部镂空，如图 1（c）所示。

模糊决策采用 Mamdani推理法进行，现以XOZ平面上的偏移量与偏移变化量为例进行介绍。基于上文制定好的模糊控制规则，令偏移εXOZ=Ai,偏移改变量ΔεXOZ=Bj，液压缸压力差ΔPXOZ1=Cij(其中， i、j=1、2、…、7，i、j分别为模糊控制规则的行、列数)，则总的模糊关系R可由49个模糊关系按下式计算得到：

以装饰罩螺柱的中心线为竖直方向，塑件尺寸如图2所示，壁厚为2.5 mm，注射材料选用改性ABS+PC。

2 模具结构及脱模方案

汽车的2个前大灯旁边各有1个装饰罩，两者的形状与结构彼此对称。车灯装饰罩模具采用1模2腔结构，不仅可以提高生产效率，还能使模具受力平衡，有效防止模板变形，延长模具使用寿命。

脱模方案：①将内表面螺柱的轴线方向设为开模方向；②螺柱用推管脱模，螺柱的镂空底座采用斜推机构脱模；③倒扣3位置的分型面斜率大，用斜推杆脱模；④倒扣1、2、4位置用滑块脱模，如果采用斜推杆脱模会发生干涉。

良好的冷却系统有利于防止成型塑件变形，该模具为1模2腔结构，为了便于控制模具温度，每个型腔分别设计1套独立的冷却水路。由于车灯装饰罩呈“＜”形，有2个分支，其中一个分支的倾斜角度较大，另一个分支的倾斜角度较小。根据塑件上不同分支的倾斜角度，同一个型腔需设计2个独立的冷却水路，因此在动、定模板上分别设有4个独立的冷却水路。

2.1 动模及定模结构

由于在动模上设有较多的斜推机构、滑块和推杆，冷却水路需要避开这些位置，不宜再设计直通式冷却水路，而是采用水井式冷却水路，动模板分为4个冷却水路，如图8所示。

车灯装饰罩属于装饰件，对外表面的质量要求高，不能有浇口、收缩等痕迹，因此采用热流道转普通流道的浇注系统，如图6所示，并从待成型塑件内表面进料。具体注射过程：热喷嘴连接普通流道，普通流道引入斜推杆与型芯的配合面上，浇口设在待成型塑件的内表面，如图6（a）所示。当斜推杆推出时，会将流道凝料带出。由于塑件轮廓细长，采用2个扇形浇口进浇，根据同类模具制造经验并结合Moldflow分析结果，进浇口位置如图6（b）所示。

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2.2 定位机构

导柱、导套除了作为动、定模板运动的导向机构外，还承担模具的横向切应力，选用

60 mm的导柱与导套，模架规格为1 050 mm×700 mm。为了减小导柱、导套所受的横向切应力，在动、定模的分型面上设计枕位结构，在模架两侧设计定位块、四边安装边锁，通过枕位、定位块和边锁的止挡作用，可防止动、定模错位；为了提高定位精度，将枕位和定位块配合面的斜度设为5°，并在斜面上安装耐磨片，耐磨片材质为40Cr，热处理硬度47～50 HRC。边锁的材料选用SDK11钢，热处理硬度50～60HRC。

2.3 斜推机构

为了保证模具各部位的温度基本一致，采用集水块供水结构，将不同的冷却水路并联在集水块的进水管上，并在冷却水路上安装水温控制系统，由感温器根据冷却水路中的水温自动调整水流速度，从而控制动、定模的温度，使各部分的模具温度相同

。

2.4 滑块结构

由于斜推杆布局较密，倒扣1、2、4不能采用斜推杆脱模，否则推出时会发生干涉，采用斜导柱+滑块的脱模结构，滑块分布如图5（a）所示。因为倒扣尺寸较小，所对应的滑块型芯也较小，由于分型面不规则，在设计滑块座时其中心线与滑块型芯的中心线不能重合。为防止合模时由于滑块受力不均匀而出现卡死现象，在滑块底部和正面安装弹簧，由弹簧协助斜导柱引导滑块运动，如图5所示。

2.5 浇注系统

为了达到塑件的外观要求，定模板选用抛光性能好又耐腐蚀的材料，如S136；动模板选用具有优良切削性能的材料，如2344。为了提高动、定模分型面的密封效果，分型面的密封宽度设为30 mm，将密封位以外的分型面进行避空，避空深度为0.5 mm，使合模力全部集中在分型面的密封区域；为了防止注塑机合模压力过大而压坏分型面，在动模板上设置承压块，动、定模型芯结构如图3所示。

2.6 冷却系统

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在定模板上采用直通式水路与水井相结合的冷却水路，如图7所示。在斜率较大的型腔区域采用直通式水路，直径为

12 mm，为使冷却水路与型腔表面距离相同，将直通式水路设计成阶梯状，用倾斜水路连接，如图7（a）所示，在斜率较小的型腔区域采用水井式冷却水路，水井直径为

18 mm，水井底面设置在型腔附近，如图7（b）所示。

以螺柱的轴线方向为开模方向，2个待成型塑件相对摆放后分型面成拱形，所围成的最大空间区域为628 mm×314 mm×334 mm。为了加强动、定模板的强度，防止其变形，设计动、定模板的长、宽尺寸比2个塑件所围成区域的长、宽都增大约200 mm，定模型腔的底部到定模板底部的距离为92 mm，动模型腔的底部到动模板底部的距离为143 mm，并且动、定模型芯都采用整体结构。

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塑件的轮廓比较细窄，每个型腔有6个斜推杆，布局较密。为了防止斜推机构发生干涉，将斜推块设置在塑件轮廓以外的区域，使斜推机构布局更灵活。模具采用1模2腔结构，2个待成型塑件相对摆放，为防止图4（a）中A、B斜推机构发生干涉，将其斜推杆相互错开；为了保证斜推杆的强度，斜推杆直径设为

20 mm。螺柱1和螺柱5的倾斜角较大，推出时斜推杆所承受的扭曲力较大，为了防止变形，在其旁边增设加强杆，如图4（b）所示，由加强杆承受推出时的扭曲力；为了防止斜推杆磨损，在斜推杆上安装铜管套。塑件的倒扣向斜下方倾斜，倾斜角度较大，为了确保塑件顺利脱模，将斜顶座的滑槽按照倒扣斜度设计成倾斜状，如图4（c）所示。

2.7 排气系统

运用UG软件测得塑件体积为120 011 mm

，型腔体积较大，且车灯装饰罩的外表面不能有熔接痕、烧焦等不良现象，因此必须设计1套良好的排气系统，在注射时迅速将型腔内的空气排出。每个型腔上有6个斜推机构、3个滑块、5根推管和2根拉料杆，推管布局如图9所示。为了增加排气效果，在定模型芯分型面沿塑件轮廓上开设排气槽（见图10），主排气槽由圆弧曲面组成，口部宽度为6 mm，分支排气槽宽度为6 mm，深度为0.2 mm。型腔中的空气除了从排气槽排出外，还可以从斜推机构、滑块和推管周围的缝隙中排出，该排气系统能满足注射成型的需求。

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2.8 推出机构

模架规格为1 050 mm×700 mm，推出距离为120 mm，模具结构复杂，滑块、斜推机构和推管等脱模零件较多，分布不均匀，且其压力中心与推板中心不重合，注塑机顶杆推动模具推板运动时，存在2个隐患：①推板运动不平衡，长时间工作后会使斜推机构和推杆磨损，甚至出现断裂现象；②注塑机施加在推板上的力会传递到动模座板与注塑机的装夹螺钉上，长期工作后动模座板或装夹螺钉会变形，导致成型塑件出现飞边。

为了解决上述2种隐患，在动模板两端各安装1个压力为25 MPa的液压缸，如图11所示，由液压缸活塞杆带动推板运动。使用液压缸脱模的优点：①2个液压缸同时在推板两端施加作用力，保证了推板运动的平衡性；②液压缸对推板的作用力不会传递到动模座板与注塑机的装夹螺钉上，可确保模具工作的稳定性。

2.8 模具结构

塑件尺寸较小，每个型腔设有6个斜推机构、5根推管和2根拉料杆，不需要再设计推杆就可以将成型塑件推出，用螺钉将推管和斜顶座固定在推板上，可以省去推管固定板，节约制造成本，模具结构如图12所示。

3 结束语

经批量生产验证，模具结构合理，脱模机构运行稳定、可靠，生产的塑件尺寸精度符合GB/T 14486-2008塑料模塑件尺寸公差要求。该模具需配套使用8 000～10 000 kN的注塑机，生产周期短，模具维修率低，满足批量生产的要求。

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