汽车前大灯反射镜热固性注塑模具的设计方式（三）

習慣沉默

3.5脱模系统设计
本模具的推出结构为顶针（即推杆），模具在定、动模开模后，依靠推杆推出塑件与流道凝料，模具安装后，推件固定板通过拉复位25与注塑机顶棍连接在一起，顶针、复位杆等推件由注塑机顶棍推出和拉回复位。4支复位杆旁边不用再加复位弹簧，但在与之接触的定模板位置要设计复位块26，材料为S50C，表面氮化处理。
在设计本模具脱模系统时要注意以下几点：
1）推杆板导柱要布置在推出力大的推出元件附近（如油缸.复位杆等）。
2）所有汽车注塑模具需要设计限位柱，限位柱要优先布置在K.O孔上方或附近。
3）推杆要排布在靠近R处的受力位置，布置在包紧力大的位置，对于以BMC热固性材料，推杆规格设计要大，推杆数量要多，保证顶出平衡。这是因为BMC的塑件很硬，对模具的抱紧力较大，要求顶出力也较大。
4）推杆直径设计时尽量采用同一尺寸规格，这样可以避免频繁更换钻头，节省加工时间与加工成本。
5）所有异形面推杆必须设计止转，避免发生错误装配，推杆表面嗮网格，避免顶出时推杆打滑。
6）回针孔设计单边有避空（中小型模具避空0.5，大型模具避空1.0)，回针端部设计工艺螺丝孔。为了方便加工、合模，回针直径大于等于20MM时，回针对面要设计回复块。注塑机设备顶出孔不能与垃圾钉、支撑柱干涉。

图8 汽车前大灯反射镜注塑模具顶出系统
3.6模胚结构件设计
本模具采用4支D40*225导柱导向与支撑，模具整体强度好。在注塑过程中，由于受注塑压力的影响，模板的强度将会受一定程度的影响。因此，除了模胚强度足够外，还需要设计一些辅助结构件，用来加强模具的强度与寿命。
设计时注意以下几点：
1）为了FIT模与加工方便，本模具在顶针底板与码模板之间设计4个工艺螺丝，工艺螺丝规格要比顶针板螺丝大一规格，在工艺螺丝旁刻上“工艺螺丝”字样，因为工艺螺丝在模具生产时是要拆除的，这样设计的目的是便于钳工辨认，防止出错。限位柱尽量布置在KO孔上方或附近，在斜顶与直顶底部或附近多布置垃圾钉，间距150mm左右。
2）模具分型面上承压块沉入模内，承压块和精定位不能开油槽，承压块槽离模框边缘至少保证15mm以上距离。
3）限位柱的设计：机械顶出的模具设计在顶棍孔上方；油缸顶出的模具设计在油缸上方或附近。
4）支撑柱的设计：支撑柱与方铁之间距离应保持在25-30mm,支撑柱与支撑柱之间距离在80-120mm。支撑柱总面积为推杆固定板面积的25%-30%。1.在进胶区域与塑件投影面积区域多设计支撑柱，而且支撑柱设计尽量大。因为这些区域注塑压力集中，分型面很容易出现飞边，因此多设计支撑柱可减少分型面与流道飞边的产生。2.在模具掏空位置，强度较弱的位置布置撑头，如滑块底部，内抽芯底部等。
5）回针的底部必须设计垃圾钉（垃圾钉设计在底板上）；如果顶出系统由两张板组成，回针附近必须设计紧固螺丝，避免顶针板变形。
4. 模具工作过程
熔体通过注塑机喷嘴，经机嘴12进入模具型腔，熔体充满型腔后，经保压、冷却和固化，至足够刚性后，注塑机拉动模具的动模固定板10，模具从分型面PLⅠ处开模。开模300mm后，注塑机油缸推动推件固定板8，推件固定板推动推杆28，接着注塑机油缸继续作用，顶出70mm后，塑件与动模分离，塑件经过机械手取件后，注塑机油缸拉动推件及其固定板复位，接着注塑机推动动模合模，模具开始下一次注射成型。
5. 模具强度与分型面管位设计
本模具分型面管位设计在定动模上，采用四角止口与四面围边相结合的设计形式，这样定位既可靠模具强度好。在汽车模具设计中，定动模插穿处角度尽量设计到7度以上，实在不行也要设计在5度以上。因为插穿角度大，模具寿命会大大提高，模具插穿处披锋的现象也会大大降低。对于插穿角度在3度以下的位置，1度精定位与0度精定位很难保证定动模精准地定位，所以插穿角度应尽量取大，对于大中型模具一般设计在7度以上，从而保证模具的使用寿命。
影响模具强度和刚性的主要尺寸包括：
1）型腔边缘至模具边缘的尺寸A1、A2 、B1和B2；
2）型腔最深处至定模板和动模板底面的距离C1和C2，见图10。
在汽车模具设计中，A、B两尺寸的经验确定法是：
1）若无侧向抽芯机构，从型腔最外边缘加30～50mm封胶尺寸（5050以内的小型模具加30mm，5050～1010的中型模具加40mm，1010以上的大型模具加50mm），再加50～70mm避空位，以减少配模的工作量。避空位也是保证模具强度的区域。然后再加上模架处分型面承压板的尺寸就是A、B的尺寸。
2）若有侧向抽芯机构，则尺寸A、B须根据抽芯距离的大小加大，原则上必须保证滑块在完成抽芯后仍然停留在模板内。
不同大小和结构的塑件其模具尺寸C的数值会不一样，尺寸C一定要保证型腔最深处至模板底面有80mm以上钢厚，动模板中由于两块方铁之间是空的，承受注射压力后易变形，故C1需相应加大厚度，一般取100mm以上。
由于本模具一出二，二型腔左右对称，A1=A2=115.6mm，左反射镜与右反射镜型腔之间距离为73mm。由于模具无侧向抽芯机构，故B1=123.1mm， B2=110mm。厚度尺寸方面，C1=103mm， C2=80mm，B板显得单薄些，尽量设计在100mm左右。

图9 汽车前大灯反射镜注塑模具强度
6. 模具排气系统与排料设计
普通的热塑性塑料成型是物理变化过程，而热固性塑料的注塑成型是化学反应过程，发生化学反应时会生成大量挥发性气体，这些气体对注塑成型产生很大阻力，导致塑件表面有气泡与缺料，同时气体经压缩产生高温烧焦塑件。因此热固性注塑成型模具型腔的排气就显得尤为重要，一般模具分型面，定动模镶件底部需设置耐高温密封圈，在定模型腔料流末端采用抽真空来克服成型缺陷，同时也便于提高注塑速度。本模具动模利用镶件，镶针与动模间隙排气。BMC流动性差，动模型腔的四周需要设计溢料槽，溢料槽底部需要设计顶针，便于溢料顶出，如图10所示。

图10 汽车前大反射镜注塑模具动模排气排料设计
7. 结果与讨论
对于汽车车灯反射镜模具，其设计要点主要有：
1）需要专门的注塑工艺设备，并要采用专门生产BMC塑料的注塑机，对注塑工艺设备要求非常严格。
2）BMC材料属于特硬性塑料，在模具设计中需要设计加热系统与分型面设计排料系统，成型零件必须淬火处理以提高耐磨性和模具寿命。
3）反射镜塑件在汽车车灯上是起防止灯光直射，对灯光进行反射与避免灯光直射的装置，配光要求严格。塑件为汽车最重要的外观件，塑件表面有很多花纹是为了起装饰美观作用。
4）BMC材料的模具设计顶出系统要平衡，推杆规格尽量设计大，数量尽量多，否则会造成塑件脱模困难。
5）因为是高光电镀件脱模斜度太小会造成脱模困难，所以反射镜塑件侧壁脱模斜度尽量设计大一些，一般建议在5°～10°。当然前提是不能影响塑件功能与外形。
6）塑件不能有尖角锐边，所有转角都需要设计成圆角，因为模具的成型零件经过淬火后易发生应力开裂现象。
7）注意左右反射镜灯头孔与塑件表面花纹是左右平移，不能设计成镜像对称，因为灯泡与灯头是不会分左右的，其余特征都是镜像对称。