汽车高光立柱模内热切浇口凝料注射模设计

2023-06-25陈垚，梁思

模具工业 2023年5期

关键词：高光塑件脱模

陈垚，梁思

（广东东亚电器有限公司，广东佛山 528306）

0 引言

模具质量及生产效率是影响成型塑件的品质、产量及制造成本的直接因素，塑件的快速更新换代对模具设计水平提出了更高的要求，设计的模具满足大批量生产成为焦点。现以材料为PMMA 的汽车高光立柱进行模内热切成型，以降低制造成本及提高生产效率。

1 高光立柱结构分析

1.1 塑件结构特点

汽车高光立柱外形尺寸为353 mm×85 mm×23 mm，基本壁厚为3 mm，塑件结构如图1 所示。塑件材料为PMMA，外观要求较高，成型后塑件表面不允许有熔接痕、流痕、收缩痕，飞边等缺陷，表面光泽度要达到镜面效果。客户指定了待成型塑件进浇口位置，如图2所示，从侧边搭底进浇。从成型塑件外观可知，对成型质量、后期注射生产效率、剪切浇口凝料、模具制造成本等有较高的要求。

图1 汽车高光立柱

图2 浇口位置

1.2 模具设计重点

高光立柱为PMMA 外观件，表面要求高光，其特性为高透光、质较脆，受其指定进浇口限制，处理浇口凝料容易爆裂。通过浇注系统设计剪切完浇口凝料后，达到不影响成型塑件的外观目的，且为了提高生产效率，减少人工剪切浇口凝料的不良率，决定在进浇口处运用模内热切技术。

1.3 塑件材料

塑件材料选择PMMA 是因为其特点为透光性好、高光性好、不易感光变色，机械强度较高,有一定的耐热、耐寒和耐气候性，耐腐蚀、绝缘性良好，但质脆，易溶于有机溶剂，如作透光材料，其表面硬度低，容易擦伤、划伤。成型的塑件缺口处抗冲击强度低，易因应力产生而开裂。

2 模具设计方案

2.1 浇注系统

模具采用热流道浇注系统，1 个针阀式热喷嘴由电磁阀控制进浇，熔体依次通过搭底进浇口进入型腔，采用运热水方式控制模具温度，型腔全周采用分型面排气，动模增加排气镶件，待成型塑件有3个倒扣，采用斜推杆加推块抽芯结构脱模，模具采用1模2腔布局。

模具浇注系统采用单嘴针阀式热喷嘴转普通流道进浇，如图3 所示，其中热喷嘴采用单独浇口套，有效控制热流道系统对模具温度的影响。考虑PMMA材料质脆，容易开裂，在满足熔体填充型腔情况下，将搭底进浇口高度设为0.8 mm，如图4 所示。注射时，模具合模，模内热切合模状态如图5 所示，并启动图6所示的开关控制器6，注塑机按照设定条件进行注射及保压，保压结束后，通过液压机从模内热切进油嘴7 进油，驱动高压液压缸5 带动模内切刀2往上切0.8 mm，使浇口凝料与成型塑件分离，浇口截面定型后，模内切刀2 启动回退。塑件冷却后开模，推出成型塑件，完成一个成型周期，后期不需要人工剪切浇口凝料工作，提高了生产效率。

图3 浇注系统

图4 浇口高度

图5 模内热切合模状态

图6 热流道系统

2.2 模具温度控制系统

PMMA 材料要求模具温度为60～80 ℃，在注射成型过程中，模具中的熔体将热量不断地传递到型腔壁，使模具温度升高。模具温度高有利于熔体快速填充型腔，模具温度低则熔体流动性差，会造成成型塑件尺寸稳定性差、型腔填充不满、成型塑件开裂等问题，因此需设定良好的模具温度控制系统，以保证模具温度的稳定性。定模部分加设隔热板辅助控制模具温度，热喷嘴处单独设置冷却水路，有利于热喷嘴区域散热，导套附近加设单独的冷却水路，防止导柱擦伤，其余均为热水水路，控制模具温度的冷却系统如图7、图8所示。

图7 定模冷却水路

图8 动模冷却水路

2.3 排气系统

注射成型过程中，型腔内会产生气体，这些气体需要排出，以避免成型塑件产生外观不良或成型周期延长的问题。模具定模镶件设置全周排气结构，动模推块、镶件、斜推块均加工排气槽并增加透气钢镶件，如图9、图10所示。

图9 定模排气

图10 动模排气

2.4 推出系统

推出系统如图11所示，塑件上有半圈装配用加强筋，高度为2 mm，在加强筋上均匀布置推块1，这样既方便成型塑件的脱模，又可以改善排气。斜推块3 作为模具的主要侧向抽芯零件，根据塑件3 个倒扣脱模方向及脱模距离，设置斜推杆4倾斜角9°，斜推座6 内部滑动块往下倾斜角5.5°，推出行程设为100 mm，抽芯倒扣脱模距离为15.8 mm，完成斜推侧向脱模运动，其中推块1 与斜推块3 同时推出，可防止成型塑件加强筋位粘附在斜推块3 上，使塑件能顺利脱模推出。