三线插针护套注射模设计

年宝鹏，马卫忠，王伍省

（天海汽车电子集团股份有限公司（天海集团），河南鹤壁 458030）

1 塑件分析

图1所示塑件是某车型辅助驾驶系统连接器项目中三线插针护套，塑件材料PA66-GF33，收缩率0.5%。此塑件中有3个L型插针需要在注塑过程中放入模具作为嵌件成型，塑件分型面选在I处所在平面，塑件的外形需要D、E、F 3个方向侧抽成型。初步确定此塑件模具1模2腔。

2 模具结构设计

2.1 浇口位置的选择

根据图1所示塑件，由于有3个方向需要侧抽成型，从结构方面优先考虑浇口设置在不需要侧抽的一侧，方便一模两腔的型腔布局。通过应用MoldFlow进行模流分析（见图2），对设定的浇口位置进行验证分析，从流动方面观察没有发现明显的不足，所以暂定此浇口位置合理可用。

图1 三线插针护套

图2 充填分析

分析确定设置浇口的位置位于圆柱面上，根据经验，潜伏式浇口当设定在圆弧面上时，脱模后浇口有残余留在塑件上，影响塑件美观和性能。通过和塑件工程师与客户的沟通，在设置浇口的位置，在不影响塑件性能的前提下在增加一个直面平台，如图3所示。优化后的浇口结构如图4所示。

图3 浇口位置塑件优化1.潜伏式浇口 2.分流道

图4 优化后的浇口结构

2.2 模具结构

模架采用二板模模架，侧抽使用弯销结构。两腔结构，模具4个方向都有侧抽，天侧滑块安装限位螺钉12，保证生产过程中，模具开模后天侧滑块位置不变。模具装配图如图5所示。

图5 模具装配图

2.3 侧抽结构

F方向的侧抽结构如图6、图7所示，成型塑件内孔的侧抽型芯5脱模斜度单边0.1°。

图6 F方向的天侧侧抽结构1.弯销 2.滑块 3.动模板 4.侧镶块5.侧抽型芯 6.定距螺栓 7.弹簧 8.挡块

图7 F方向的地侧侧抽结构1.弯销 2.滑块 3.动模板 4.侧镶块 5.侧抽型芯 6.挡块

侧抽距离P=成型长度L+安全距离Q

其中：成型长度L=21.0mm，由于生产中考虑到需用人工或者机械手安装插针，安全距离Q取9.0mm。弯销侧抽距离P=30.0mm。侧抽的定位在天侧采用定位螺栓定位，地侧采用挡块定位。

定位距离H=侧抽距离P+弯销与滑块单边间隙（0.5）=30.5mm

图1中所示，该塑件有3个方向需要侧抽，其中D、E方向侧抽外形，F方向侧抽内孔，从图1中可以看出F方向的侧抽塑件对模具侧抽型芯的包裹力比较大，塑件开模后如果3个方向同时侧抽，没有了D、E方向侧抽对塑件的包裹，F方向的侧抽可能会拉坏塑件，导致塑件变形。所以D、E方向延时侧抽有利于塑件的脱模。

D、E方向侧抽延时通过弯销实现。由于F方向侧抽型芯成型部位有脱模斜度，所以当F方向侧抽型芯脱离塑件2～3mm，塑件对型芯的包裹里就会减小，如图8所示，D、E方向侧抽延时G=2.35mm。D、E方向侧抽距离P0：

图8 D和E方向侧抽结构1.弯销 2.滑块 3.动模板 4.耐磨板 5.侧镶块

侧抽距离P0=成型长度L0+安全距离Q0

其中成型长度L0=8.3mm，为方便安装插针，安全距离Q0>20mm，取Q0=21.7mm，侧抽距离P0=30mm。

2.4 插针安装位置模具结构

L型插针短边装入动模型芯，合模后长边插入侧抽型芯。插针在安装中，短边仅有2.79mm固定在动模中，长边悬空10.85mm，插针镶件装入动模后，定位不可靠，存在长边下垂的风险，插针在合模穿进侧抽型芯时可能会出问题，所以在模具上M处增加一个支撑凸台（见图9），增加插针镶件在模具中的定位。

插针在冲模成形后，插针棱边都是直角，所以模具中安装插针的型芯劈开为宜，劈开后可以避免慢丝圆角，槽可以由平面磨床磨出，清角R0.03mm。如图9所示，安装插针孔由动模型芯3和动模型芯4组合而成，侧抽型芯也是一样。

图9 插针位置模具结构1.动模镶块 2.动模型芯 3.动模型芯 4.动模型芯 5.插针

2.5 模具排气

在注射成型中，注射时熔融的塑胶急速地填充型腔，驱赶空气，如果空气不能有效地排出，瘀积于流动的末端，则会导致产生包风、烧焦等缺陷。常见的排气种类有：分型面排气，镶件排气，顶出结构排气，排气阀排气等。模具的排气需要注意两点：

（1）设置合理的排气槽深度，在保证满足排气功能的前提下，尽可能不出飞边或者因排气槽导致的飞边要在品质允许范围之内。

开设一级排气槽时务必要考虑装配间隙，因装配间隙等影响的位置可以先开设二级排气，由装配间隙充当一级排气，试模后根据塑件生产情况再确定是否有必要开设一级排气。

（2）排气槽排出的气体需要通过开设排气道排到大气中，这样的排气槽才能有效的排气。

根据模具设计之初MoldFlow流动分析的排气结果（见图10），在模具必要位置设计排气槽。图11中列举了侧抽镶块的排气和侧抽型芯的排气。

图10 MoldFlow流动分析的排气结果

图11 侧抽镶块和侧抽型芯的排气

3 试模生产

根据以上设计思路，模具设计完成后由加工车间进行各零部件的加工，装配完成后上车试模生产，为了方便安装插针镶件，模具安装在立式注塑机生产，生产过程顺利，生产样件如图12所示。

图12 生产样件

4 结束语

本文通过三线插针护套汽车连接器塑件的模具设计实例，详细阐述了模具设计中，潜伏式浇口在塑件圆柱面上时的改进建议，弯销侧抽结构中的注意事项，排气设计注意事项等内容，通过成功试模验证，以上经验有许多可取之处，可供各位同行参考。