汽車 管路支架雙色模具設(shè)計

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70 工程塑料應(yīng)用 2010 年 ，第 38 卷 ，第 7 期 汽車 管路 支 架雙色模具設(shè)計 劉 華剛 l 李 威 2 付宏生 1 ( 1. 北京電子科技職業(yè)學(xué)院 ，北京 100176; 2 北京科技大學(xué) ， 北京 100083 ) 摘要 介紹了汽車管路支架模具的創(chuàng)新設(shè)計內(nèi)容 。采用一 模 16 腔結(jié)構(gòu) ， 一次完成 8 個制件 ，保證了制件質(zhì)量和 生產(chǎn)效率 。創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計中包括 動 、 靜模創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計 ，雙層頂出 系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計等 。 關(guān)鍵詞 汽車管珞支架 雙色模具 聚丙 烯 ／ 三 元 ， 乙丙橡膠 長期以來 ， 國 內(nèi)汽車管路支架均采 用 尼龍制造 。 在汽車運行過程中 ， 質(zhì)地較硬的尼龍支架與較軟的 管路反復(fù)摩擦 ，容易 引 起管 路 外層磨損 ，存在安 全 隱 患 。因而國外部分高檔汽車所使 用 的管路支架是由 兩種材料構(gòu)成的 。采 用 由尼龍和軟橡膠制成的管路 支架 ， 可 以 降 低汽車運行過程 中 各種管線 間 的 磨擦 ， 減少 意 外事故發(fā)生的概率 。同 時 ，國內(nèi)外都在積極 探索價格低廉的雙色管路支架的生產(chǎn)方法 ， 但由于 材料的性價比對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的影響 ， 進(jìn)而影響了模具 的 設(shè)計與制造等 ， 直沒有找到 合適的解決辦法 。 為此 ，研制合適的汽車管路支架模具對提高支架產(chǎn) 品的性能有著重要的意 義 。 1 汽車管路支架零件結(jié)構(gòu)分析及技術(shù)要求 1. 1 結(jié)構(gòu)分析 汽車管路支架外形及結(jié)構(gòu)圖如圖 該制 件 外 形尺寸為 80 31. 7 mm x 13 部結(jié)構(gòu) 材料為聚丙烯（ ， 內(nèi) 襯結(jié)構(gòu)材料為柔軟的熱塑性 彈性體 ， 即 三元乙丙橡膠（ 共混物 。外 側(cè)件和 內(nèi) 側(cè)件的連接采用鉤子連接形式 ， 以便提高 內(nèi) 襯和外部支架兩種材料的配合效果 。 圖 1 汽車管路支架外形及結(jié)構(gòu)圖 術(shù)要求 由該模具生產(chǎn)的新型管路支架產(chǎn)品 ，應(yīng)保證在 使 用 中兩部 分 結(jié)構(gòu)不易于脫 落 ；確保模具使用壽命 達(dá)到 80 萬次以 上 ；流道內(nèi)的熔體流動 、 溫度分布情 況 、平衡填 充 情況合理 。該模具開發(fā)的難點在于雙 色模具采 用 何種動 、 靜模結(jié)構(gòu)及雙色模具雙層的頂 出設(shè)置 問 題 。 2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 由于一次成型制件較多 ， 為確保每一個制件的 質(zhì)量 ， 需 設(shè)計合理的流道系統(tǒng) 。采 用 了 件對 流道內(nèi) 的熔體流動 、 溫度分布 、 平衡填充 等 ’情況進(jìn)行 了 分析 ， 采取 了 在流道轉(zhuǎn)向部位增設(shè)流量調(diào)節(jié)閥的 措施 ， 調(diào)節(jié) 閥 用于調(diào)節(jié)熔體的流量和壓力 。根據(jù)調(diào) 節(jié)部位信號自動控制閥門的開度 ， 從而達(dá)到熔體流 量和壓力的調(diào)節(jié) 。通過該裝置可以調(diào)節(jié)射膠流的溫 度層分布狀態(tài) ， 達(dá)到 了 保證充填平衡 ， 提高制件合格 率的 目 的。另外采用最短流道設(shè)計方 案 ， 以達(dá)到節(jié) 約塑膠原料的目 的。 2. 1 主流道的設(shè)計 主流道開設(shè)在主流道襯套上 ， 截面為圓形 。模 具錐臺角度 α 取 30 ， 主流道口直徑為 4. 0 主流 道長度取 55. 5 口套選用優(yōu)質(zhì)鋼材 熱 處理后硬度要求為 0。主流道內(nèi)壁粗糙 度為 0. 8 ， 熱 處理后的硬度為 0 ， 拋光時沿 軸向進(jìn)行 。 2. 2 冷料井的設(shè)計 冷料井開設(shè)在模具 中與主流道大端相對的模板 上 ， 以接收注塑機噴嘴前端的冷料 。本套模具在設(shè) 計過程中選用 Z 形冷料井 ， 該結(jié)構(gòu)便于拉料桿將主 流道凝料拉出 。 2. 3 分流道的設(shè)計 分流道系統(tǒng)包括分流道和支流道 ， 它們起連接 主流道和澆口 的作用 。分流道系統(tǒng) 的 設(shè)計包括分流 道系統(tǒng)的截面形狀 、 流道尺寸及澆口平衡等內(nèi)容 。 由于該模具采 用 一模 16 腔 ，對于 多 模型模具一定要 設(shè)置分流面 。 筆者采用了線形排列的平衡式分流道布置形 式 ， 如圖 2 所 示 。圓形排列的平衡式分流道布置能 夠達(dá)到最佳的熱平衡和熔體流動平衡 。 收稿日 期 ：2010A 華 剛 ，等 ：汽車管路支架雙色模具設(shè)計 71 ( a) (b) ： 襯結(jié)構(gòu)流道 圖 2 分流道分布形式 2. 4 澆口的設(shè)計 本套模具采用最適合于自動化多型腔模具生產(chǎn) 的潛澆口 ， 它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分 ， 其潛入模板或 頂桿中 ，并與型腔相連 ，如圖 3 所示 。 ( a) ( b) a 內(nèi) 襯結(jié)構(gòu)處的澆口 ； 圖 3 澆口設(shè)計 稱為脫模機構(gòu) ， 也稱為頂出機構(gòu)或脫模裝置 。脫模 機構(gòu)的動作方向與模具的開模方向是一致的［ l］ 。 本套雙色模具采用推桿脫模機構(gòu) 。推桿脫 模機 構(gòu)的主要特點是頂出脫模力均勻 、 運動平穩(wěn) 、 不需設(shè) 置復(fù)位裝置 。推桿脫模機構(gòu)主要由推出零 件 、 回程 零 件 、 固 定零 件 、 定位零件 和 導(dǎo)向零件組成［ 2 ］ 。 本套模具的頂出系統(tǒng)和一般模具相比有所創(chuàng) 新 ， 采用雙層頂出系統(tǒng) ， 其結(jié)構(gòu)如圖 6 所 示 。動模型 腔帶有頂針板 ， 在第一次注塑后不進(jìn)行頂出 ， 待第二 次注塑完成后頂針板 1 帶動頂針 ， 頂針推動頂針板 2 使流道與制件共同頂出 ， 制件從模具上脫落 ， 實現(xiàn) 自動化生產(chǎn)。 J 咱 哥墜 頂針 頂針 板 2 頂針板 1 圖 6 模具雙層頂出系統(tǒng) 5 管路支架模具整體結(jié)構(gòu)及工作過程 5. 1 管路支架模具整體結(jié)構(gòu) 3 成型零部件設(shè)計 考慮到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)效率 ， 汽車管路支架雙 色模具設(shè)置 16 個型腔 ， 型腔布局左右各 8 腔 ，左右 對 稱 。型 腔 型圖如圖 4 所示 ， 型芯 型圖 如圖 5 所示 。 圖 4 動模型腔 型圖 根據(jù)汽車管路支架零件的結(jié)構(gòu)及技術(shù)要求 ， 并 為保證制件 質(zhì) 量 、 生產(chǎn)效率及模具成本 ， 設(shè)計的雙色 模具整體結(jié)構(gòu)如圖 7 所示 。 B 脫模結(jié)構(gòu)設(shè)計 圖 5 型芯 型圖 圖 7 汽車管路支架模具裝配圖 注射成型每一循環(huán)中 ， 制件必須準(zhǔn)確無誤地從 模具的凹模中或型芯上脫出 ， 完成脫出制件的裝置 本套模 具 設(shè)置 16 個型腔 ， 每次開 模生產(chǎn) 8 件 。 整套模具型腔布局左右各 8 腔 ， 左右對稱 ， 選 用 標(biāo)準(zhǔn) ， 注塑機通過中間軸帶動 72 工程塑料應(yīng)用 2010 年 ，第 38 卷 ，第 7 期 模架 。 值得注意 的 是冷卻系統(tǒng)設(shè)計方面 ， 模 具 的 動 、 靜 模冷卻系統(tǒng)采用兩種不同的結(jié)構(gòu)。根據(jù)模具工作空 間大 小 ， 靜模采用 多 層直通式水道冷卻 ， 在動模部分 采 用 水道中加裝隔水板的結(jié)構(gòu) ， 以最大限度地增加 冷卻面積 ， 提高冷卻速度 。結(jié)果證明以此設(shè)計加強 冷卻所帶來的效果是明 顯的［ 3 J 。 5. 2 汽車管路支架模具工作過程 整套雙色模具開模外觀如圖 8 所示 。本套模具 擁有兩套澆注系統(tǒng) ， 汽車管路支架零件外部支架為 硬膠 ， 內(nèi) 襯為軟膠 ， 注射過程同時進(jìn)行 。 ’．． ( a ) 動模移動部分旋轉(zhuǎn) 180。 ( b ) 旋轉(zhuǎn) 180° 以后 旋轉(zhuǎn) 180。后復(fù)位 ( c ) ( d ) a 第一次開模 后 ； 180。 ； 轉(zhuǎn) 180。之 后 ； 圖 9 模具在工作過程中的動作示意圖 圖 8 雙色模具開模外觀圖 模具在工作過程中的動作示意圖如圖 9 所示 。 由圖 9a 可以看出 ， 合模后雙色注塑機開始注射 ， 第 一次開模后 ， 支架外部結(jié)構(gòu)頂出流道部分 ， 該部分的 制件留在型腔 內(nèi) ；注塑機通過中間軸帶動動模移動 部分旋轉(zhuǎn) 180° ， 如圖 9b 所 示 ：旋轉(zhuǎn) 180。之后的模具 如圖 9c 所示 ； 然后動模移動部分復(fù)位過程如圖 9d 所 示 。之后進(jìn)行第二次注 射 ，經(jīng)過保壓冷卻 后 ， 開 模 ， 第二次頂出 ， 跟第一次頂出一樣 ， 支架外部結(jié)構(gòu) 頂出流道部分 ， 該 部分的制件留在型腔內(nèi) ， 同時在內(nèi) 襯結(jié)構(gòu)頂出 8 件完整制件 。這樣就形成 了 一個完整 的生產(chǎn)過 程。 6 結(jié)語 為了達(dá)到汽車管路支 架的技術(shù)要求 ， 在內(nèi)襯材 料選擇上進(jìn)行了充分考慮 ， 模具設(shè)計與制造采用了 新技術(shù) 、 新工藝 、 新材料 ， 體現(xiàn)在整套模具設(shè)計 、 加工 的全過程 中 。 根據(jù)制件結(jié)構(gòu) ， 在模具動 、 靜模部分結(jié) 構(gòu)上 ， 運 用 創(chuàng)造性思維 ， 設(shè)計出滿足要求的 、 具有創(chuàng) 新機構(gòu)的汽車管路支架雙色模具 。 參 考 文 獻(xiàn) [ l ] 付宏 生 ． 塑料成型模具［ M ］ ：化學(xué)工業(yè)出版社 ， 2006. [2] 曹宏深 ， 趙仲治 塑料成型工藝與模具設(shè)計［ M］ ：機械工 業(yè)出版社 ， 1993. [3 ] 王雷剛 ， 顧燕 如 ， 黃 瑤 ． 精密注射模冷卻系統(tǒng)的 化［ J]. 現(xiàn)代塑料加工應(yīng) 用 ，2008 ,20(1) :58 60. F f F 1. 100176 , 2. 100083, he of it at of ed 印合資組建塑料油箱生產(chǎn)廠 為把握印度市場對塑料油箱需求日益增長的趨勢 ， 中國 的亞普汽車部件有限公司和印度 司已 在清奈的福特汽車公司供應(yīng)商園區(qū)內(nèi)合資組建了一座吹塑 工 廠 。據(jù)當(dāng)?shù)孛襟w報 道 ， 新廠耗資 1280 萬美元 ， 將可年產(chǎn)約 25 萬個 30 100 L 油 箱 。作為中國最大的塑料油箱生產(chǎn) 商 ， 此舉代表了亞普大規(guī)模進(jìn)軍印度市場的意愿 。 據(jù)悉 ， 總部位于江蘇揚州的亞普汽車部件有限公司控股 新廠 51'3毛 ， 司持股 499毛 。 司在官方網(wǎng)站上稱 ， 其采用 續(xù)式共擠吹 塑機來生產(chǎn)塑料油箱 ， 并向日產(chǎn)汽車公司購買 了 單層和多層 箱生產(chǎn)設(shè)備 。 （ 塑料新聞）