油门踏板预变形注射模设计

2021-02-28周德雄

模具制造 2021年1期

周德雄

（深圳市银宝山新科技股份有限公司，广东深圳 518108）

1 引言

塑胶制品在注射成型后，因为塑件结构、塑料特性、模具温度、注射成型工艺等因素会导致翘曲变形，为了达到塑件设计尺寸，预变形设计也是一种非常有效的方法，下面以油门踏板为例，介绍这种预变形模具的设计方法，希望能对其它类型的塑料制品的模具设计起到抛砖引玉的作用。

2 油门踏板塑件介绍

图1所示为油门踏板，其为功能性长条形塑件，外形尺寸279.5×180.6×74.1mm，塑件底部大量骨位增加其强度，侧面脚踏的位置设计了防滑槽。为满足使用功能，塑件使用力学性能、耐热性能、耐疲劳性能优异、被广泛应用于汽车工业、仪器壳体以及其它需要有抗冲击性和高强度要求的工程塑胶料——PA66，为了提高PA66的机械特性，加入了40%的玻璃纤维，收缩率为0.7%。

3 油门踏板模流分析及塑件变形调整

采用针阀点浇口直接进到塑件上，模流分析参数如图2所示，分析变形数据如图3所示。

图1 油门踏板

图2 模流分析参数

图3 模流分析变形数据

通过模流分析可以看出脚踏区域在3个方向都有变形，但分析的变形值比实际生产时的要小。塑件3D按图4进行数据调整，以预变形旋转轴心为基准点，进行3D预变形设计，踏板底端变形1mm，顶端变形1.3mm，其它地方过渡接顺，使保持不变的原形状与变形设计后的形状完美接合，经过试模验证，注射成型后经过翘曲变形达到塑件目标尺寸。

图4 预变形数据调整

图5 注射模结构

4 模具结构设计

图5为油门踏板注射模2D结构图，采用1模2腔结构。PA66+40%GF塑胶模具温度40℃～110℃（试模温度为90℃），因为模具所需温度较高，所以模具定模侧和动模侧都做了隔热板，油门踏板注射模的设计包括模架、热流道系统、滑块机构、顶出机构、冷却系统的设计。

4.1 模架设计

模具采用非标模架CI560×640，两板模结构，如图5所示。模架由定模座板2、热流道板13、定模板14、动模板18、方铁26、顶杆固定板20、顶杆垫板22、动模座板27等组成。由于斜向滑动的两个滑块行程较长，其斜导柱已高出定模板面，将模架的导柱设计在定模板，模具定模侧倒放时能有效保护斜导柱不会被撞坏。

4.2 模具排位与分型面设计

经过对塑件投影面积、胶料重量计算，油门踏板模具匹配在200t的注塑机上生产，模具1模2腔，塑件旋转360°排位放置，侧向抽芯机构设计在操作侧和非操作侧。两块拼接的镶科在4个角落设计5°虎口，使动定模能够互锁。塑件最小插穿角度为2°，模架周边放置4个零度边锁，使模芯精确定位。动模侧模架上，分布8个承压块，增大了分型面承压面积，避免模芯分型面因压力过大而损坏。

4.3 抽芯与顶出机构

油门踏板旋转中心轴处及防滑槽位置（见图1所示），开模方向有倒扣，需设计侧向抽芯机构。如图5所示，抽芯机构由滑块7、斜导柱6、耐磨块5、限位块4、滑块扣30组成。动模侧开启时，滑块7在斜导柱6的驱动下，进行抽芯运动，由于滑块安装在操作侧和非操作侧，不存在因滑块重力下掉的可能性，当斜导柱6与滑块7分离后，滑块尾部刚好碰到限位块4而停止运动，此时滑块扣30的止动销，将滑入滑块底部的V形槽，起到止动效果，滑块已完成抽芯动作。

动模侧继续打开，至完全打开后，注塑机顶杆驱动注塑机顶杆31，从而带动顶杆垫板22、顶杆固定板20、顶杆9、复位杆19等顶出机构进行顶出动作。因为滑块下也放置有顶针，为避免顶针撞到滑块及定模，在复位杆上及复位杆底部装有弹簧21，底部的弹簧将复位杆弹起3mm，使得复位杆比顶针先碰到定模侧零件。在复位杆上及复位杆底的弹簧的反推力下，顶杆板后退至合模状态，这样就避免了顶杆撞模，又能起到复位的效果。

5 注射成型参数的调试

油门踏板注射成型参数的调试如表1所示。

表1 注射成型参数汇总

在注射成型过程中，通过注射成型参数调整，塑件冷却放置，尺寸稳定后，经检测，硬度及外形尺寸均符合塑件图纸设计要求。模具在使用中，针阀式热流道浇口直接进胶在塑件上，针阀控制无水口残留，减少塑料的浪费。塑件顶出，机械手抓取塑件后放到传送带，如此便捷的生产方式，真正达到自动化生产，提高了注射成型塑件的生产效率。