李明瑞

摘要：隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)外高端技術(shù)競爭日趨激烈，這對我國汽車注塑模具有了更高的要求?；诖耍疚姆治隽似噧x表外殼注塑工藝以及模具設(shè)計，以期參考。

關(guān)鍵詞：汽車儀表;外殼注塑工藝;模具設(shè)計

1.注塑成型工藝

1.1填充階段

在產(chǎn)品注塑成型過程中，第一步即為填充階段。理想情況下，當(dāng)充填用時越短，成型效率越高，生產(chǎn)效率越快，但實際生產(chǎn)過程中，很多不確定的因素會對注射速度和產(chǎn)品成型有影響。在注塑填充時，注塑螺桿向前推動，會受到塑膠材料、澆口系統(tǒng)、模具型腔和料筒等處的阻力，因此需要施加足夠的壓力才能保證塑件成型，這種壓力稱為注射壓力（填充壓力）。在注射過程中，注射壓力對材料的流動性能和型腔的充填有很大影響，因此對最終產(chǎn)品精度也有直接影響。在注射填充階段，一般注射機床可以設(shè)置一級、二級等分段壓力，有時也無需使用階段壓力。

1.2保壓階段

在用熔融材料填充模腔直到填充完成的過程中，需要螺桿在熔融材料上保持一定的壓力，以防止模具中的材料回退，這一過程稱為保壓階段，所施加的壓力稱為保壓壓力。在保壓階段，由于模腔已充滿熔體，因此注塑機的螺桿向前移動距離較短。此時的熔體流動也非常緩慢，并且流動不再起主導(dǎo)作用，保壓壓力對此階段有主要影響，是影響產(chǎn)品成型的主要因素。當(dāng)保壓壓力過高、保壓時間過長時，會造成后期產(chǎn)品脫模困難以及脫模后產(chǎn)品產(chǎn)生龜裂等影響;保壓壓力過低時，進(jìn)料效果小，并且產(chǎn)品易于產(chǎn)生真空氣泡或表面收縮。因此設(shè)置合適的保壓壓力和保壓時間十分重要。

1.3冷卻階段

在產(chǎn)品注塑成型過程結(jié)束后，只有通過冷卻，使產(chǎn)品凝固到一定程度，產(chǎn)品才能順利脫模。因此，在模具設(shè)計過程中，冷卻系統(tǒng)的設(shè)計十分重要。在模具注塑成型過程中，一個好的冷卻系統(tǒng)不僅可以帶走大部分的熱量，并可以縮短產(chǎn)品成型時間，從而提高生產(chǎn)效率。注射模具的冷卻系統(tǒng)需要均勻的冷卻效果，設(shè)計者要根據(jù)實際塑件的壁厚、體積和模胚來決定冷卻孔的位置以及管道數(shù)量，冷卻水路離型芯和型腔越近，管徑越大，數(shù)量越多，產(chǎn)品的冷卻效果越好，冷卻時間也越短;同時，冷卻時間也與冷卻管道直徑、冷卻液性質(zhì)和模具溫度等因素有關(guān)。

1.4脫模階段

模具脫模是注塑過程的最后階段。脫模機構(gòu)設(shè)計的是否合理將決定最后產(chǎn)品的質(zhì)量。當(dāng)模具開模后，要求注塑件留在注塑模具的動模上，利用脫模機構(gòu)頂出產(chǎn)品，因此要求脫模機構(gòu)設(shè)計對于產(chǎn)品受力均勻，否則很容易引起產(chǎn)品變形和變白的缺陷。注塑生產(chǎn)中，脫模容易產(chǎn)生粘模及脫模不良的現(xiàn)象，產(chǎn)生原因有一般有以下幾種：

①模具型腔表面粗糙度過大或內(nèi)部表面有缺陷，因此塑件容易粘在模具上，需要重新拋光等處理;②頂桿機構(gòu)設(shè)計不合理時，頂出產(chǎn)品的行程不夠或受力不均勻，導(dǎo)致無法順利脫模;③注塑產(chǎn)品工藝設(shè)置不合理時，例如注射壓力過大時，也容易造成塑件難以脫模，需要降低壓力或調(diào)整模溫來改善脫模。

2.模具設(shè)計

2.1產(chǎn)品分析

在注塑模具設(shè)計之前，能確保產(chǎn)品質(zhì)量和精度符合訂單客戶要求的前提下，模具的設(shè)計要盡可能簡單，從而降低生產(chǎn)成本和加工難度。在模具設(shè)計過程中，設(shè)計人員要以客戶提供的模具設(shè)計訂單標(biāo)準(zhǔn)為規(guī)范進(jìn)行設(shè)計，這也是模具審核的依據(jù)。

2.2模仁的設(shè)計

在注塑模具中，塑件成型的核心部件是模仁，分為前模仁和后模仁，其結(jié)構(gòu)一般十分復(fù)雜，加工工藝要求高，加工難度大，造價高。在注塑過程中，通過澆口將塑料熔體連續(xù)填充到型腔內(nèi)，因此模仁所采用的鋼材要具有耐高溫、硬度高、表面粗糙度高等特點。

2.3側(cè)抽芯機構(gòu)及鑲件的設(shè)計

當(dāng)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)具有側(cè)面不平整結(jié)構(gòu)或與開模方向不一致的孔時，并且孔或側(cè)面結(jié)構(gòu)復(fù)雜，必須將孔或側(cè)面凹凸模具結(jié)構(gòu)設(shè)計成可以實現(xiàn)抽出和復(fù)位的機構(gòu)形式，這種結(jié)構(gòu)叫側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)。

2.3.1滑塊設(shè)計

本產(chǎn)品設(shè)計采用組合式滑塊?；瑝K的設(shè)計主要有以下要求：

（1）在每次開、閉合模具過程中，滑塊與抽芯機構(gòu)做往復(fù)運動，因此需要在它們之間加裝耐磨塊，提高模具壽命;

（2）為保證滑塊抽芯動作平穩(wěn)、準(zhǔn)確，需要在定（動）模板上設(shè)計耐磨塊和導(dǎo)滑槽，滑塊與導(dǎo)滑槽之間采用小間隙配合，為使滑塊不發(fā)生傾斜，導(dǎo)滑槽長度一般大于滑塊寬度的 2/3;

（3）在開模抽芯之后，應(yīng)確?；瑝K保持在一定位置，因此需要設(shè)計滑塊限位裝置，其設(shè)計較為靈活，可根據(jù)模具結(jié)構(gòu)要求來設(shè)計。

2.3.2鑲件設(shè)計

對于一些產(chǎn)品中具有深而窄的加強筋或其他復(fù)雜結(jié)構(gòu)時，這些結(jié)構(gòu)在成型時容易造成燒焦、接痕等缺陷，而且模具設(shè)計會較為復(fù)雜，不易維修。這些結(jié)構(gòu)可以設(shè)計鑲件來便于注塑成型，同時鑲件的設(shè)計對于注塑時可用來排氣。

3.注塑模具設(shè)計趨勢

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展和計算機技術(shù)的成熟，我國各模具企業(yè)已逐步采用注塑CAD/CAE 技術(shù)輔助模具設(shè)計和生產(chǎn)。通過模具 CAD 技術(shù)來針對不同產(chǎn)品進(jìn)行模具設(shè)計，降低制造成本，縮短新模開發(fā)周期;依據(jù) CAE 數(shù)值模擬結(jié)果及時改進(jìn)模具設(shè)計，從而保證模具結(jié)構(gòu)的可靠性，提高塑件成型質(zhì)量，減少了鉗工修模比例過高的問題。對于注塑件，翹曲變形是塑料制品常見的缺陷之一，是指注塑制品的形狀偏離了模具型腔的形狀。不同材料、不同形狀的注塑件的翹曲變形規(guī)律差異較大，當(dāng)產(chǎn)品翹曲量超過允許誤差后，就成為產(chǎn)品缺陷，影響產(chǎn)品裝配。隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，人們對塑料制品的外觀和使用性能要求越來越高，翹曲變形也成為國內(nèi)外模具產(chǎn)品評定質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，模具設(shè)計師也更加注重在設(shè)計階段預(yù)測注塑產(chǎn)品可能產(chǎn)品的翹曲原因，以便對模具進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。

結(jié)語

模具被稱為―工業(yè)之母，是輔助金屬或非金屬材料成型的一種專用工具。中國模具工業(yè)快速發(fā)展，從引入模具行業(yè)至今，經(jīng)過 40 多年的發(fā)展已有了極大的提升，模具產(chǎn)業(yè)也逐漸向高水平發(fā)展。我國模具產(chǎn)業(yè)最大客戶之一是汽車行業(yè)，汽車產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，推動了模具技術(shù)向世界前列邁進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

[1]宋馳.汽車保險杠注塑模具分析設(shè)計[D].武漢：武漢工程大學(xué)，2018.

[2]李圣洋.基于 Moldflow 的注塑件澆口和冷卻系統(tǒng)優(yōu)化[D].長春：長春理工大學(xué)，2019.

[3]張紅英.基于 Moldflow 的復(fù)雜曲面注塑成型過程分析及優(yōu)化[D].衡陽：南華大學(xué)， 2018.