汽车发动机舱盖冷热流道注塑模具设计

所属栏目:车辆论文 发布日期:2022-03-15 09:17 热度:

   摘要:针对汽车发动机舱盖的结构特点和技术要求,采用斜顶杆抽芯机构,解决了内部结构不规则,有倒扣、脱模困难等问题。该产品尺寸较大,注塑充填同样存在困难,为保证产品充填质量,节约材料,提高生产率,故采用多点冷热流道相结合的浇注系统。

  关键词:发动机舱盖;斜顶抽芯;充填;热流道

汽车发动机舱盖冷热流道注塑模具设计

  1引言

  汽车中的塑料件通常尺寸都比较大,结构复杂,为了提高产品质量以及节约成本,提高生产效率,在一些大型的汽车塑料件的模具设计中,越来越多的采用热流道技术[1-3]。下面介绍一款某品牌的汽车发动机舱盖的热流道注塑模具设计。针对这种大型薄壁,且内部又有倒扣的塑料件模具设计,供设计人员借鉴参考。

  2塑料件结构分析

  汽车发动机舱盖塑件外形尺寸为1395mmX490mmX75mm,平均壁厚2.5mm,表面粗糙度Ra0.8,产品表面不能有明显的流痕以及顶白现象。塑件内部结构有2处倒扣,要求卡扣有足够的强度;塑件具有一定的支撑作用,设计有大量的加强筋。塑件还有多处靠破面,容易形成熔接痕和困气。机舱盖要经受-40℃~140℃左右的温度,对材料的耐热性、传导性、对流性要求较高,故材料选为PA6+GF15,收缩率为1.0045。结构如图1所示。

  3模具结构分析

  塑料模具的模具结构在设计时应结合产品的结构,材质以及使用性能和使用环境,还要充分考虑后期成型的结构工艺性,确保模具结构的最优化[4]。具体分析如下:(1)根据塑料件尺寸规格,采用一模一腔。(2)充填区域较大,采用多点进浇结构。(3)预防短射,需提高充填速度,选用热流道系统。(4)塑料件有大量的加强筋,要合理设计镶拼件结构。(5)塑料件有两处倒扣,采用斜推抽芯结构。

  4模具结构设计

  根据产品结构及尺寸限制,模具采用一模一腔、多点热流道注塑的设计形式。本着设计适用的原则,选用非标模架,规格380mmX820mmX350mm,如图2所示:

  4.1成型零件设计

  4.1.1分型面设计。机舱盖为内部结构件,对分型线要求一般,该制件分型线取投影面的边界线,制件周边高低断差较大,导致分型面存在局部插破面和靠破面,为简化整个分型面,采用以低点为基准,结合插破、靠破做为辅助,将分型面设计为平面[5],如图3所示。4.1.2斜顶抽芯机构设计。制件卡扣处采用斜顶抽芯机构成型,卡扣尺寸处倒勾为2mm,宽为18mm,斜顶尺寸设计:长15mm,宽25mm,角度为5°,推出行程25mm,斜顶通过斜推杆支座安装在推杆固定板上,如图4所示。4.1.3成型零件材料选择。模具需具备30万件的产能,满足使用要求,保证模具强度,动、定模成型零件采用整体式结构,材料为618H预硬钢。斜顶抽芯机构材料为SKD61,HRC52。

  4.2浇注系统设计

  为防止产品短射,采用MF填充分析及优化来确定产品进浇方式,结果下图5所示:型腔充满时间为2.33s,最大填充压力为46.87Mpa,末端未出现填充不良,困气区域较多,需要增加末端排气设计。根据以上分析结构,本次设计采用热流道结合冷流道5点侧浇口进浇结构,如图6所示。主浇注系统采用热流道结构,有利于提高注塑压力,加快注射速度,保证制件的充填质量,进入型腔前,结合一段冷流道,是为了降低制件周围的温度。热浇口在模具中的温度达150℃以上、产品较大、保压过长会导致浇口周围出现飞边、银丝等现象,产品冷却时间加长,为有效避免以上现象,进入型腔前开设冷流道及进胶浇口,提高了产品填充质量、缩短了冷却时间[6-7]。

  4.3冷却系统设计

  根据塑件的结构、材质等特点,促进型腔冷却均匀,分别在动、定模板上设计14条直通式冷却水路,如图7所示:

  4.4推出系统设计

  制件主要采用单节顶杆推出,分布在加强肋、加强柱、包紧力大的拐角处、充填末端等区域,共计108根,如图8所示。4.5排气设计结合MF分析出的困气区域、在分型面加开排气槽,排气槽宽18-20mm深0.02mm,动、定模均为整体结构设计,内部采用推出杆解决困气问题[8-9],如图9中圈出部分为排气槽。

  5模具工作过程

  (1)合模:在注塑机的动力控制下,动模部分运动,与定模闭合。(2)成型:塑料颗粒通过注塑机变成熔融液体,在一定压力下进入型腔进行填充。(3)冷却保压:熔体充满型腔后,经过保压,冷却,完成制件成型。(4)开模:动定模在注塑机的控制下分开。(5)推出脱模:模具开模后,推板带动推杆以及斜顶,将制件推出。

  6结束语

  设计完成后的模具,通过调试,投入正常生产。制件尺寸在允许公差范围内、无短射、飞边、流痕等现象,产品质量得到认可。模具结构设计合理、运行可靠,维修便捷,得以顺利验收。塑件实物如图10所示。

  《汽车发动机舱盖冷热流道注塑模具设计》来源:《时代汽车》,作者:林莅莅

文章标题:汽车发动机舱盖冷热流道注塑模具设计

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