储物盒热流道倒装注射模设计

2021-08-30王培龙杨海龙

模具工业 2021年7期

关键词：注塑机塑件卡扣

王培龙，杨海龙

（天津银宝山新科技有限公司，天津 300457）

0 引言

储物盒是汽车中央通道组件中为后排提供储物功能的塑件，呈斗形，如图1所示。储物盒内侧为外观面，不能有分型线，进浇与顶出的位置均需设置于另一面[1]。当推出与进浇在同一侧时，模具要采用倒装结构。

图1 后储物盒

1 塑件结构分析

储物盒材料为PP+EPDM-T20，外形尺寸为153 mm×82 mm×111 mm，其模具为1模1腔结构，匹配4 500 kN注塑机。该模具设计难点：①塑件存在大量倒扣，需设计较多抽芯机构；②抽芯机构、推出机构、冷却系统、进浇系统均需设计在定模，定模空间有限，结构布置难度大；③定模推出需以液压缸活塞杆推动推板实现，因此定模板还需设计内置液路，冷却水路设计难度加大。

塑件结构分析如图2所示，M1侧面存在卡扣K1，M2侧面存在卡扣 K2及卡扣座 D2、D3；M3侧面存在卡扣K3；M4侧面存在卡扣 K4及卡扣座 D1、D4[2]。

图2 塑件结构分析

2 成型工艺分析

塑件具有高度落差，依据塑件形状特点，进浇位置设置如图3所示，箭头表示熔体注射时的流向，热喷嘴设在靠近陡峭胶位的一端，以减少热喷嘴直接冲击平面而产生表面斑纹缺陷。

图3 模具进浇方案

表1所示为PP树脂的牌号和基本参数，图4所示为该树脂的PVT曲线，反映了树脂在不同压力条件下，材料随温度升高的体积膨胀特性。图5所示为该材料的黏度曲线，反映了树脂在不同温度条件下，黏度随剪切速率加大而降低的特性。

图4 PVT曲线

图5 黏度曲线

表1 材料参数

表2所示为模流分析的预设定成型参数，验证注塑机匹配是否合理，结合PP料塑件具有后收缩、困气等特性[3]，予以针对分析，以供后续模具设计参考。

表2 成型条件设定

当填充时间设定为2 s时，注塑机可以完成型腔的填充，满足生产节拍需要。浇口布置应保证型腔填充基本平衡，主要流动路径流长均衡合理，如图7所示。

依据图7所示注射压力结果，模具注射压力参考设定值为40 MPa，依据图8所示分析结果，锁模力须达到437.4 kN，4 500 kN注塑机能满足生产需要。

图6 塑件填充分析

图7 模具注射压力分析

图8 注塑机锁模力分析

3 模具结构设计

储物盒模具结构如图9所示，定模与动模分别如图10和图11所示，模具主要结构集中于定模，其中S1～S4为滑块，L1～L2为斜推块，I1～I4为镶件，此结构在倒装模设计中较为常见[4]。

图9 模具结构

图10 定模

图11 动模

（1）成型零件设计。定模板采用整体加工样式（区别于拆型腔板，直接使用模板成型），滑块S1成型卡扣 K1，滑块 S2成型卡扣 K2及卡扣座 D2和 D3，滑块S3成型卡扣 K3，滑块 S4成型卡扣 K4；斜推块 L1成型卡扣座 D1，斜推块 L2成型卡扣座 D2。镶件 I1～I4分别设置于易发生困气的待成型塑件筋位处，动模采用镶拼结构以降低模具制造成本。

（2）浇注系统设计。选用针阀式热流道进浇，结合模流分析的参考数值，选用φ3 mm阀针，即进浇口直径为φ3 mm，热流道直径为φ45 mm，进浇口下方仅有微小冷凝料，对塑件外观无不良影响。

（3）冷却系统设计。依据PP材料特性，模具温度过高时，成型塑件易产生翘曲变形、收缩凹陷等缺陷。由于定模侧机构集中、空间有限，借助斜水路、冷却水井及转水镶件，确保了模板下方16～22 mm内有冷却水经过。为了强化对热喷嘴区域的温度控制，定模采用2组水路，以中心旋转方式排布。动模空间宽裕，可以布置随形水路和冷却水井，冷却水路设计如图12所示。