汽车车门手柄外盖注射模结构设计

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汽车车门手柄外盖注射模结构设计

熊利军、文根保
1 湖北航宇精工科技有限公司（湖北襄阳44丨022)
2 中航工业航宇救生装备有限公司（湖北襄阳441000)

【摘要】通过对汽车车门手柄外盖的形体分析，找出了其形体上存在的弓形高、内凸台障碍 体、内型槽、型孔和外观要素要求。这些形体要素都影响着注射模结构，针对这些要素制 订了相应的注射模结构方案。通过采用斜推杆内抽芯兼脱模机构，解决了内凸台障碍体 和内型槽要素的成型与脱模的问题；通过斜导柱滑块抽芯机构，解决了型孔成形和抽芯的 问题；通过合理选择分型面的设置，解决了弓形高障碍体对车门手柄外盖脱模的阻挡作 用。以潜伏式弧形浇口和并严格控制定、动模分型面的间隙，使成型的车门手柄外盖外表 面无分型面痕迹。通过这些措施的采用，使得成型的车门手柄外盖不仅能顺利成型和脱 模,还具有靓丽的外观。

关键词：外壳；形体分析;障碍体要素；外观要素;模具结构方案

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1    引言
8 L, p% X- A/ `4 }4 h' P2 A    今主流轿车的车门把手组件基本都为两体结 构，一般分为手柄体组件和基座组件;考虑到可制造 性及汽车遥控天线安置的需要，手柄体组件一般拆分 为手柄外盖与手柄骨架,两者采用螺钉及内置扣位装 配在一起，中间形成空腔用来安置天线。本文所述对象塑件即为一款轿车的手柄体组件外盖。随着家用轿车的普及，消费者对汽车内外饰的外 观提出了更高的要求。本文案例为一种汽车车门手 柄外盖，塑件需光饰镀铬，对塑件基体基本要求为:表 面圆滑过渡、不允许存在任何气孔、熔接痕、冷料痕及 其它影响功能、外观的缺陷。基于此，为保证模具的可靠性及塑件外观要求，对塑件的分型面、脱模方式、 模具排气均做了特殊处理;对于大批量和镜面要求的 型面，则采用了新型模具钢加硬及表面涂覆的措施， 实现了手柄外盖大批量优质成型加工。
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2    车门手柄外盖形体分析
    车门手柄外盖是汽车车门手柄的外壳，塑料C+ABS,收缩率: 0.5%〜0.7%，车门手柄外盖形体分析， 如图1所示。

(1)      弓形高障碍体要素"卜车门手柄外盖是带V字 弧形状的塑件，其上必定存在着弓形高障碍体要素影 响着注射模定动模的分型，进而阻碍车门手柄外盖的脱模。
(2)      内凸台障碍体要素：车门手柄外盖型腔中存在着8x0.8x1.8mm的凸台障碍体要素，这些凸台障碍 体为两两对称分布。它们的存在阻碍了车门手柄外 盖的脱模。因此,在车门手柄外盖注射模上需要采取 即能确保车门手柄外盖的成型，又不影响车门手柄外 盖的脱模的结构。
(3)      内型槽要素：车门手柄外盖左端存在着2x 4.4x0.8mm的内三角弧形型槽要素，它的存在影响着 车门手柄外盖的脱模。在车门手柄外盖注射模上需 要采取即能确保车门手柄外盖内三角弧形型槽的成 型，又不影响车门手柄外盖的脱模的结构。
(4)      型孔要素:车门手柄外盖右端存在着2.2mmx4.4mmx90°的孔型要素。由于该组合型孔处于车门 手柄外盖51.4x33.8mm端的侧面上，注射模必须采用 斜导柱滑块抽芯机构。抽芯机构的复位即能确保该型 孔的成型，抽芯之后又不影响车门手柄外盖的脱模。
: U4 T) Q% {. W* m% H(5)     外观要素：承汽车成员要进入汽车内，是要 握紧车门手柄外盖进行开门动作的操作，并且车门手 柄外盖表面是人们眼睛能够看得见的。为了美观，也 为了手握之后没有刺痛的异样感觉。车门手柄外盖 表面不允许有任何的注射模结构的痕迹，如分型面、 浇口、顶杆和抽芯的痕迹，这便是车门手柄外盖形体 分析的外观要素。在进行注射模结构方案可行性分 析时，应该做到注射模结构的痕迹应不能出现在车门手柄外盖外表面上。
2 c! a# b9 j3 c& e9 V    通过对车门手柄外盖的形体分析，车门手柄外 盖上存在着外观要素、凸台障碍体要素、弓形高障碍 体要素、型槽要素和型孔要素。在对车门手柄外盖 进行形体分析时，只要将车门手柄外盖形体上影响注射模结构的因素找对和找全就可以了。至于采用 那些措施来化解塑件形体分析所提出的问题，那是 制订注射模结构方案的工作。但如果塑件形体分析 将影响注射模结构方案的要素提错和漏提了。那么，要素提错了，相应的注射模结构方案就会出错。 要素漏提了，相应的注射模结构方案就存在着缺 失。两者都会造成注射模结构设计出现错误，甚至是不可挽回的错误。


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3    车门手柄外盖注射模结构方案可行性分析
    车门手柄外盖注射模结构方案可行性分析，就是 针对车门手柄外盖形体分析中所提出的要素，即需要 采用那些措施去解决形体分析所提出的问题，只要问 题解决得当,注射模的结构方案就能获得成功。
' d5 L- z- D1 D, f5 q% r  N(1)    处置弓形高障碍体要素的措施：由于车门手 柄外盖形体上存在着弓形高障碍体要素，注射模定动模型腔必须以车门手柄外盖上的各截面上弓形弧最高点连线I - I为分型面，才不会因弓形高障碍体的 存在而阻碍车门手柄外盖的脱模。
) u- I5 L* G) J+ I( M" O, c- ?(2)    处置内凸台障碍体要素的措施内凸台障碍体要素影响车门手柄外盖的脱模，8处内 凸台障碍体要素都处在车门手柄外盖型腔之内，注射 模的结构可以采用斜推杆内抽芯兼脱模机构。一方面可实现对内凸台障碍体要素的内抽芯，另一方面可 以利用斜推杆的型面在抽芯过程中完成车门手柄外盖的脱模，省去大部分的顶杆。
2 U! q) w# p3 B& U/ k. H(3)    处置内型槽要素措施：由于内三角弧形的型 槽要素的存在，会影响着车门手柄外盖的脱模，也可以釆用斜推杆内抽芯兼脱模机构。一方面可实现对 内型槽要素的内抽芯，另一方面可以利用斜推杆的型 面在抽芯过程中完成车门手柄外盖的脱模。
1 }: `- `) e; v3 R5 T, \, p(4)    处置型孔要素的措施：车门手柄外盖右端存 在着2.2mmx4.4mmx90°的型孔要素，可采用斜导柱滑块抽芯机构，便能实现该型孔的成型和抽芯。
& u: k" {0 d2 C* U(5)    外观要素:既然是有外观的要求，那么,注射模 结构的顶杆和抽芯都不能设置在车门手柄外盖外表面 上。根据上面的阐述，顶杆和内抽芯都是设置在车门 手柄外盖内表面上。现在的注射模结构中，只有浇口的位置也必须设置在手柄外壳外内型腔之中。采用潜 伏式浇口，可以达到将浇口设置在车门手柄外盖内表面上的目的。至于必须处于手柄外壳外表面上的分型面， 也需要采取妥当的制造方法来消失分型面的痕迹。
    车门手柄外盖注射模结构方案所采用上叙对应于形体分析措施的实施，只要措施得当，方法可行。所加工的车门手柄外盖不仅会顺利的完成所有成形的动作，加工出车门手柄外盖外观也一定光洁而漂亮。
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4   车门手柄外盖注射模结构设计
) j5 Z0 n: Q4 a  j6 J5 Y( u3 V. w- S' A根据车门手柄外盖形体分析所制订注射模结构 方案，全部完整地解决了手柄外壳形体分析所提出的问题，方法得当可行。考虑到车门手柄外盖是汽车门 拉手,汽车零件是大批量产品，注射模采取一模二腔 结构。车门手柄外盖注射模结构设计，包括有:分型 面、浇注系统、内抽芯兼脱模机构、外抽芯机构、冷却 系统、脱浇口冷凝料与脱件回程机构和模架的设计， 如图2所示。
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4.1    分型面设计
& k* _' O; i! L    如图3所示，分型面 I - I 的选取应以车门手柄 外盖各截面弧形弓形高弧形最高点为连线所组成的 面为定动模的分型面，才能有效地避让弓形高障碍体 对车门手柄外盖脱模的阻挡作用。
: S; I+ a: j. q(1)    以A点为分型面II-II的分析：如图33所不， 由于车门手柄外盖2形体上存在着弓形高障碍体的高 度为7.6mm。动定模开启时，车门手柄外盖2会滞留 在定模型芯1的型腔内而无法脱模，如图3b所示。
6 X' ^; b& S6 W(2)     以B点为分型面I - I的分析：如图30所示， 将分型面I - I设置在B点位置，弓形高障碍体消失了。动定模开启时，定模型芯1先与车门手柄外盖2 分离。车门手柄外盖2在斜推杆4的作用下，从动模 型芯3上脱模，如图3(1所示。
1 r! P. @9 L. p2 r$ w" w(3)     解决分型面I - I痕迹的方法:分型面I - I 的设置虽然能解决车门手柄外盖2分型和脱模的问 题，但在分型面上会产生分型痕迹，甚至是毛刺。这 不仅影响着手柄外壳2外观要求，更为严重的是当手 握紧车门手柄外盖2时有扎手的痛感。要使分型面 1-1处不出现痕迹或毛刺，只要使动定模分型面之 间的间隙不能超过0.03mm即可。
4.2    浇注系统设计
    由于车门手柄外盖长度为184.2mm，而车门手柄 外盖下摆处又存在着弓形高障碍体，潜伏式浇口要设 计在车门手柄外盖型腔中部十分困难。如此，应该将 潜伏式浇口设计在左端型槽之间0.8mm的加强筋上。 考虑到车门手柄外盖为大批量，注射模采用两模腔。 车门手柄外盖注射模的浇注系统的设计，如图2所示。 浇口套6设计在注射模靠近中心部位,融熔塑料从注 塑机的喷嘴注入注射模的浇口套6中。经动定模的分 流道进入由两处潜伏浇口嵌件21组成潜伏式浇口， 再由0.80101的加强筋填充模具型腔，如图2的II放大 图所示。为了方便潜伏式浇口的加工，潜伏式浇口是 由两件潜伏浇口嵌件21的型腔组成。

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4.3    内抽芯与脱模机构的设计
成形中的内抽芯兼脱模机构，如图4所示。推板 6、推垫板8、滑块5和斜推杆3是处于复位的位置，成 形车门手柄外盖8x0.8x1.8mm内凸台障碍体和内形腔的斜推杆3起到了成形的作用。斜推杆3右端距离滑块5端面距离为H。当注塑机顶杆顶出推板6和推 垫板8移动L距离时，斜推杆3在动模型芯2中5°斜槽中作斜向移动。斜向的移动，一方面使得斜推杆3左端作h距离的内抽芯，斜推杆3右端也在滑块5的槽中作h距离移动，另一方面斜推杆3可将车门手柄外盖1 顶脱动模型芯2。除了 8处0.8x1.8mm内凸台障碍体需要采用内抽芯兼脱模机构之外，还有一处内三角弧形的型槽需要采用内抽芯兼脱模机构。为了防止车 门手柄外盖脱模时的变形，顶杆23设置在车门手柄外 盖51.4x33.81mm端，淺道顶杆29是为了脱浇道中冷凝料设置的。
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4.4    型孔外抽芯机构设计
% N! T5 Y4 t$ a    车门手柄外盖右端存在着伞2.2mmX4.4mmX 90°的型孔，需要采用外抽芯机构进行成型和抽芯，如图3俯视图所示,侧型芯25以圆柱销26安装在滑块29中，注射模开启时,斜导柱28拨动滑块29,完成侧型芯25的抽芯。注射模闭合时，斜导柱28拨动滑块29,完成侧型芯25的复位。在定模型芯4处于外抽芯机构的一侧设计有斜楔，用以防止斜导柱28在大的注射和保 压的压力下出现后退。
/ x# \7 d0 K% y0 Y% j+ v. [5 f4.5    冷却系统设计
1 V, H9 m2 m& x1 M, g4 _    塑件在加工的过程中，融熔塑料会将温度传递给 模具，模具在连续加工中，积累的温度会越来越高。 高的温度一是会加剧模具运动的零部件的磨损，二是 会使塑料出现过热的现象，所有模具的动定模型芯需 要采用冷却系统给模具降温。如图2左右视图所示， 左视图为动模视图，通过皮管接头分別接通两端进水 的冷却水接头23后,冷却水通过动模型芯8中通道进 行循环，冷却水将模具温度冷却后，从出水的冷却水 接头23和皮管接头排出。同理，右视图为定模视图， 冷却水通过两端进水的冷却水接头23和定模型芯 4 中的管道的流动，可将定模的温度降低。
4 r: i9 Y5 T3 M5 J7 G7 m) ^4.6    顶杆、拉料杆和斜推杆回程机构设计
2 [9 O9 I% S5 b' [1 M    如图2所示，为了使车门手柄外盖能够连续进行 加工，脱模机构在注射模合模时必须要复位。斜推杆 10、拉料杆22、顶杆24、浇道顶杆30、侧斜推杆31和推 板13、推垫板14组成的脱模机构，先在弹簧19的作用 下复位。为了防止弹簧19使用时间长了产生失效而 达不到复位的要求，配置了回程杆20,合模时回程杆 20在定模板3的推动下达到精确复位。
4 u' x% [5 C; i/ X4.7    模架设计
( A- ?; F0 ~6 c8 x) d, |. N    如图2所示,模架由定模座板1、定模板3、动模板 9、模脚12、推板13、推垫板14、动模座板15、导套16、 导柱17、导向销33、推板导套34和推板导柱35组成定 模和动模部分。导套16、导柱17起到定动模的定位 和导向作用，推板导套34和推板导柱35起到推板13、 推垫板14运动的导向作用。

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5    车门手柄外盖结构设计的论证    在注射模结构设计完了之后，需要对注射模结构 设计进行论证,论证既为验证，就是检验注射模结构 设计是否存在着问题。检验从三方面进行:模具的结 构和机构是否符合注射模结构方案中制定的措施、方 法和运动形式,这些措施是否能够解决塑件形体分析 中提出的问题。在确定注射模结构设计正确后，要对 模具薄弱部位进行强度的校核。完成了这些工作之 后，才能进行注射模图纸的设计。
. g% n- |+ ~3 _: D" J9 i6    结束语
    由于对车门手柄外盖进行了形体分析和注射模 结构方案的可行性分析,形体分析完整，制订的方案 合理和可行，设计的注射模结构合理。因此,注射模 的制造十分顺利,一次试模获得通过。特別是弓形高 障碍体对分型面设置的选择，其一方面影响着车门手柄外盖的脱模，另一方面又影响车门手柄外盖外观。 由于釆用了避让弓形高障碍体对分型面设置的影响， 又通过严格控制分型面间的间隙，达到消除分型面的 痕迹和毛刺的目的。
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