关于轿车左前灯灯座本体注塑模具结构设计研究

关于轿车左前灯灯座本体注塑模具结构设计研究

赵鑫

天津斯坦雷电气科技有限公司 天津市300457

摘要：现阶段大部分的轿车都配置的是卤素大灯，该灯灯座本体在成型方面具有很高的要求，所以本文就根据轿车左前灯灯座本体的特点，对其注塑模具结构设计展开了详细的研究，该设计运用的是4浇口潜伏式浇注。因为加工的难度非常大，为了降低难度，便运用了镶件镶拼的方法，同时脱模也非常困难，所以运用了侧抽芯脱模的方法，对于中央斜孔运用了三次变向驱动斜抽芯脱模的方法，使得脱模难度显著降低。为了有效降低成本，还特别调整了模具结构的设计尺寸，不仅有效节省了成本，而且加工更加方便、简单，给轿车前灯灯座本体成型带来了很大的帮助。

关键词：轿车车灯；注塑模具；结构设计

如今轿车在出厂的时候所使用的大灯均为卤素大灯，卤素大灯对灯面罩与灯座本体的成型要求非常高。对于灯面罩来说，要求其具有良好的透射性、折射性、耐热性以及耐候性等等。对于灯座本体来说，要求其具有良好的强度、密封性和抗老化性等等。因为灯座本体经常照射，所以很容易发生形变，而且结构非常的复杂，所以灯座本体的结构设计与注塑模具结构设计均十分困难，设计人员必须具有高超的技术与丰富的经验，并且还要对原先的灯座本体注塑模具结构进行改进，以提高灯座本体的质量，降低加工和脱模的难度。

一、轿车左前灯灯座本体的结构

在此以某轿车的左前灯灯座本体为例，该轿车左前灯灯座本体的材质是20%玻纤增强聚丙烯，其外观是梯状的矩形筒体，尺寸是548mm×301mm×201mm，前端呈圆弧流线型，设计的关键是4个孔，即Ø96mm近光灯灯孔、Ø94mm远射大灯灯孔、Ø29mm日行灯孔和Ø30mm转向灯孔，并且灯座的外表必须密封严实，以免漏水，外观应当顺畅，采用聚碳酸酯的透明面盖，以起到防尘和防潮的作用，其壁厚应为2.4mm，最薄的地方应为0.8mm，最厚的地方应为3.9mm，加强筋的厚应为1mm。

二、轿车左前灯灯座本体注塑模具结构设计的难点

轿车左前灯灯座本体注塑模具结构设计的难点主要为以下九个方面：第一，结构不规则、加强筋比较多，这样在注塑的时候，就很容易导致料流发生紊乱，从而引起料流聚合的地方存在裂纹，所以浇口位置和浇注系统的设计必须合理。第二，壁厚不匀称、内部孔非常多，这样就很容易引起翘曲变形。第三，狭窄孔和薄壁比较多，这样就导致了型腔与型芯镶件的加工难度非常大。第四，因为形状不规则，所以冷却水路就无法完全贴近，从而造成部分有效，部分无效。第五，侧面的侧孔非常多，三个侧面均带有侧孔。第六，斜向脱模的结构设计难度非常大，其中有两个地方必须运用斜抽芯机构脱模方法。第七，灯座本体的体积比较大，所以在注塑的时候压力必须大，而且型腔和型芯的修配非常难，很容易发生飞边。第八，成型零件的形状较为复杂，生产难度大。第九，下成型面的结构较为复杂，而且型芯镶件包紧要求非常严格，所以脱模的难度非常大。由此可见，在设计轿车前灯灯座本体注塑模具结构的时候，应当合理设计，显著减小加工的难度，确保模具的合理、可行。

三、轿车左前灯灯座本体注塑模具的结构布局

因为轿车前灯灯座本体注塑模具结构设计的难度非常大，所以应调整结构布局，具体的布局如下：对于注塑潜流情况来说，应采用CAE分析，浇口运用潜伏式的浇口，并且在型芯一侧设置4个Ø2mm的浇口，让顶杆自动的切料头，流道为Ø8mm，其表面粗糙度应为1.6。对于翘曲情况来说，应利用4浇口的方法，结合保压优化，这样翘曲程度就能小于2.9mm，符合形变的要求。对于型腔与型芯镶件加工难的情况来说，应采用镶件分割法，把加工难的地方先用线切割，然后把各个镶件镶拼在型腔的上面。对于冷却问题来说，应先进行CAE分析，然后利用随形水冷的方法于型腔镶件和型芯镶件设置出Ø10mm的冷却水管道，这样就能使冷却均匀。对于侧孔脱模较难的情况来说，应借助滑块帮助脱模。对于斜向抽芯脱模结构设计较难的情况来说，应利用三次变向驱动斜抽芯脱模形式。对于体积大的情况来说，有两种解决方法，一种是先把成型镶件分块再拼合，另一种是增加分型面的平衡块，从而减小配模的难度。对于成型零件较为复杂的情况来说，应运用镶块拼合的办法。对于包紧力大的情况来说，应利用顶杆头增设顶块的办法，以增大顶出的力度。

四、注塑模具结构设计

（一）成型构件

通常成型构件非常多，主要包括：型腔镶件、斜型芯、型腔固定板、型芯固定板、第一孔型腔镶件、第一孔型芯镶件、流道型腔镶件、流道型芯镶件、斜孔型腔镶件等等。其中型芯加工主要是在型芯固定板上；型腔结构主要为：型腔镶件、型腔固定板。

（二）浇注系统

轿车前灯灯座本体注塑浇注系统主要运用的是潜伏式浇口，其流道结构为圆形流道，热流道嘴由注塑机喷嘴引入，其形式为单针阀式。

（三）冷却系统

模具的冷却系统运用的是水冷形式，管道运用的是随形形式，直径为10mm，型腔镶件具有3条水路，型芯固定板具有4条水路，进水的温度均是25℃，出水的温度均是28℃。管道水流进出采用的是快速接头，密封运用的是矩形截面密封圈，圈槽开设在模板上面，并且高于模板0.8mm。

（四）模架系统

模架采用的是LKM8090两板模架，先把型腔固定板与型芯固定板加厚处理，其中型腔固定板加厚150mm；型芯固定板加厚80mm，然后将模板分型面按顺序打开，让型腔镶件准备脱模。

（五）导向和平衡系统

导向系统的组成为：型腔板导套和导柱。为使分型面完全接触，应在型芯固定板处安装平衡块，从而减小配模的难度，保证分型面接触良好。

（六）顶出系统

顶出系统运用的是顶杆顶出，对于包紧力较大处应增大顶块顶出的力度，通常顶杆为Ø14mm。

（七）侧抽芯脱模系统

侧抽芯脱模系统共包括七个机构，在此以第一个为主，该机构由第一挡块、第一滑块、第一滑块弹簧、第一楔紧块和第一斜导柱构成。其中，第一楔紧块和第一斜导柱位于型腔固定板；第一挡块、第一滑块、第一滑块弹簧位于型芯固定板。在开模后由第一斜导柱作用第一滑块实现抽芯脱模。

（八）三次变向驱动斜抽芯脱模结构

三次变向驱动斜抽芯脱模的结构分布是：T型槽楔紧块位于型腔固定板，中间传力块位于型芯固定板的运动槽中，斜型芯是孔的成型件。T型槽楔紧块和中间传力块由T型槽T1相连，斜型芯和中间传力块由T型槽T2相连。其运行原理为：开模时候，T型槽楔紧块于H–H平面向驱动T型槽T1驱动中间传力块，然后中间传力块在K–K平面向抽芯运动，就完成了孔的抽芯脱模。

五、总结

通过上述内容可知，轿车左前灯灯座本体结构非常复杂，其注塑成型较难，所以需要利用CAE分析，对模具结构展开设计。设计过程中必须考虑加工难度以及脱模问题，其中加工问题可通过镶件镶拼的方法减小难度，脱模问题可通过侧抽芯脱模方法来解决，对于侧面的侧孔来说，应运用斜导柱滑块来脱模；对于侧边斜抽芯来说，应运用前模T型槽块来脱模；对于中央斜孔，应运用三次变向驱动斜抽芯来脱模，这样不仅能够良好的完成脱模，而且还能有效节约加工的成本，使加工变得简单、高效、可靠。

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