汽车发动机舱盖冷热流道注塑模具设计探析

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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

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。

作者:林莅莅 单位:昆山登云科技职业学院