王培龍，楊海龍

（天津銀寶山新科技有限公司，天津 300457）

0 引 言

儲物盒是汽車中央通道組件中為后排提供儲物功能的塑件，呈斗形，如圖1所示。儲物盒內(nèi)側(cè)為外觀面，不能有分型線，進澆與頂出的位置均需設(shè)置于另一面[1]。當推出與進澆在同一側(cè)時，模具要采用倒裝結(jié)構(gòu)。

圖1 后儲物盒

1 塑件結(jié)構(gòu)分析

儲物盒材料為PP+EPDM-T20，外形尺寸為153 mm×82 mm×111 mm，其模具為1模1腔結(jié)構(gòu)，匹配4 500 kN注塑機。該模具設(shè)計難點：①塑件存在大量倒扣，需設(shè)計較多抽芯機構(gòu)；②抽芯機構(gòu)、推出機構(gòu)、冷卻系統(tǒng)、進澆系統(tǒng)均需設(shè)計在定模，定模空間 有限，結(jié)構(gòu)布置難度大；③定模推出需以液壓缸活塞桿推動推板實現(xiàn)，因此定模板還需設(shè)計內(nèi)置液路，冷卻水路設(shè)計難度加大。

塑件結(jié)構(gòu)分析如圖2所示，M1側(cè)面存在卡扣K1，M2側(cè)面存在卡扣 K2及卡扣座 D2、D3；M3側(cè)面存在卡扣K3；M4側(cè)面存在卡扣 K4及卡扣座 D1、D4[2]。

圖2 塑件結(jié)構(gòu)分析

2 成型工藝分析

塑件具有高度落差，依據(jù)塑件形狀特點，進澆位置設(shè)置如圖3所示，箭頭表示熔體注射時的流向，熱噴嘴設(shè)在靠近陡峭膠位的一端，以減少熱噴嘴直接沖擊平面而產(chǎn)生表面斑紋缺陷。

圖3 模具進澆方案

表1所示為PP樹脂的牌號和基本參數(shù)，圖4所示為該樹脂的PVT曲線，反映了樹脂在不同壓力條件下，材料隨溫度升高的體積膨脹特性。圖5所示為該材料的黏度曲線，反映了樹脂在不同溫度條件下，黏度隨剪切速率加大而降低的特性。

圖4 PVT曲線

圖5 黏度曲線

表1 材料參數(shù)

表2所示為模流分析的預(yù)設(shè)定成型參數(shù)，驗證注塑機匹配是否合理，結(jié)合PP料塑件具有后收縮、困氣等特性[3]，予以針對分析，以供后續(xù)模具設(shè)計參考。

表2 成型條件設(shè)定

當填充時間設(shè)定為2 s時，注塑機可以完成型腔的填充，滿足生產(chǎn)節(jié)拍需要。澆口布置應(yīng)保證型腔填充基本平衡，主要流動路徑流長均衡合理，如圖7所示。

依據(jù)圖7所示注射壓力結(jié)果，模具注射壓力參考設(shè)定值為40 MPa，依據(jù)圖8所示分析結(jié)果，鎖模力須達到437.4 kN，4 500 kN注塑機能滿足生產(chǎn)需要。

圖6 塑件填充分析

圖7 模具注射壓力分析

圖8 注塑機鎖模力分析

3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計

儲物盒模具結(jié)構(gòu)如圖9所示，定模與動模分別如圖10和圖11所示，模具主要結(jié)構(gòu)集中于定模，其中S1～S4為滑塊，L1～L2為斜推塊，I1～I4為鑲件，此結(jié)構(gòu)在倒裝模設(shè)計中較為常見[4]。

圖9 模具結(jié)構(gòu)

圖10 定 模

圖11 動 模

（1）成型零件設(shè)計。定模板采用整體加工樣式（區(qū)別于拆型腔板，直接使用模板成型），滑塊S1成型卡扣 K1，滑塊 S2成型卡扣 K2及卡扣座 D2和 D3，滑塊S3成型卡扣 K3，滑塊 S4成型卡扣 K4；斜推塊 L1成型卡扣座 D1，斜推塊 L2成型卡扣座 D2。鑲件 I1～I4分別設(shè)置于易發(fā)生困氣的待成型塑件筋位處，動模采用鑲拼結(jié)構(gòu)以降低模具制造成本。

（2）澆注系統(tǒng)設(shè)計。選用針閥式熱流道進澆，結(jié)合模流分析的參考數(shù)值，選用φ3 mm閥針，即進澆口直徑為φ3 mm，熱流道直徑為φ45 mm，進澆口下方僅有微小冷凝料，對塑件外觀無不良影響。

（3）冷卻系統(tǒng)設(shè)計。依據(jù)PP材料特性，模具溫度過高時，成型塑件易產(chǎn)生翹曲變形、收縮凹陷等缺陷。由于定模側(cè)機構(gòu)集中、空間有限，借助斜水路、冷卻水井及轉(zhuǎn)水鑲件，確保了模板下方16～22 mm內(nèi)有冷卻水經(jīng)過。為了強化對熱噴嘴區(qū)域的溫度控制，定模采用2組水路，以中心旋轉(zhuǎn)方式排布。動?？臻g寬裕，可以布置隨形水路和冷卻水井，冷卻水路設(shè)計如圖12所示。

圖12 冷卻系統(tǒng)設(shè)計

（4）排氣系統(tǒng)設(shè)計。依據(jù)圖13所示模流分析結(jié)果，各困氣區(qū)域已設(shè)計滑塊、斜推塊、鑲件用以改善排氣，并且在此基礎(chǔ)上，動模板分型面又額外布置了環(huán)繞于塑件外圍的氣路，加強排氣[5]。

圖13 氣穴位置

（5）抽芯機構(gòu)設(shè)計。抽芯機構(gòu)分別設(shè)置4組滑塊和2組斜推塊，滑塊機構(gòu)采用滑塊+斜導(dǎo)柱，如圖14所示，斜推塊機構(gòu)采用斜推塊+連桿，如圖15所示。

圖14 滑塊機構(gòu)

圖15 斜推塊機構(gòu)

4 結(jié)束語

儲物盒倒裝注射模設(shè)計具有以下特點：①抽芯機構(gòu)、推出機構(gòu)均設(shè)在定模，外觀面在動模成型，定?？臻g緊湊，主要機構(gòu)集中；②倒裝模須在定模熱流道板與墊塊之間設(shè)置托板，以實現(xiàn)對推桿固定板關(guān)聯(lián)組件的裝配和調(diào)試；③倒裝模配置熱流道時，因定模加長的原因，須確定熱噴嘴可設(shè)計的極限長度。