汽车门板注塑工艺分析及其注射模设计

随着汽车制造技术水平的不断进步，人们对降低汽车能耗提出了越来越高的要求，这为塑料制件在汽车行业的推广应用提供了广阔的发展空间。近些年来，塑料制件在汽车生产中的应用比例越来越大。目前汽车的内外饰件已基本实现塑料化，为汽车减轻重量、节约成本和降低油耗发挥着重要作用。

塑料制件需要普及，并提高技术质量，模具作为工业母体必然要先行。以下以某车型汽车门板为例，阐述其制造工艺及相关注射模具设计要点。

通常汽车拥有前、后两车门，按照门板包皮套分类可分为包皮套和不包皮套，按照门板外形特征，可分为喇叭网和无喇叭网门板。其中包皮套门板的产品表面质量要求较低，而不包皮套门板的外观件质量要求很高，如产品表面不允许有熔接线、不允许顶白、强度要求高而且无毛刺等。

门板工艺性分析

门板作为汽车的内饰件产品，根据车型的不同，尺寸大小有所不同。图1所示为某车型汽车左前门装饰板，产品最大尺寸为835mm×520mm×90mm，形状比较复杂，表面有皮纹，其中产品螺丝柱共21处，围绕产品周边一圈分布有7处倒扣，内部所有加强筋模具尺寸为小端0.8mm、大端1.1mm。为防止产品飞边，喇叭网孔全部做在定模上，角度为8°。

图1 产品动模侧平面

根据以上工艺性要求，本产品实际生产中材料选用pp-t20，缩水率为1.2%，平均壁厚2.5mm，采用1600t注塑机注射成形。

模流分析

根据以上的产品结构及工艺性要求分析，模具设计为一模一穴式结构。接下来我们采用moldflow对其注塑工艺性进行仿真分析，根据产品形状和注塑工艺，模具采用3点大水口设计，并配备搭接式侧浇口，流道尺寸直径为14mm，用调结阀控制进浇速度。浇口详细位置如图2所示。

图2 热流道浇口位置

在冷却系统方面，冷却水路（图3）采用直通和水塔式设计，水路直径设置为14mm、水塔为30mm，热嘴附近分布水路，以增强模具冷却效果并调节模具温度，因此极大地缩短了冷却时间和生产周期，提高了生产效率。

图3 冷却水路

通过软件模拟分析，我们得到了如下结果：

1．从最终得到的产品熔结线分布图上（图4），可以看出结线结合处温度较高，结线较明显，因此必须加强排气能力，并对温度加以控制。

图4 熔结线分布

2．由于注塑制品冷却凝固过程中的不均匀，导致制品收缩不一致（图5），需要移动、修正水道，控制冷却。

图5 收缩情况

综上所述，得出如下结论：

1．产品波前出现较低温度，但仍在温度允许范围之内，不影响制品品质。
2．制品结合线不明显，但需注意充填末端的排气。
3．制品凝固不均匀，引起收缩不一致，建议冷却均匀。

模具设计特点及模具结构

1．模具设计理念和特点

（1）模架大小合理设置，动定模为整体，材料为p20，以减少材料节约成本。
（2）充分考虑冷却，水路尽可能多地布置，且直径要大。
（3）顶出安全、合理，导向杆辅助斜顶顶出。
（4）分型面设置合理，方便加工和配模，r角分型面加工成顺断差。

2．模具结构设计

（1）模具基本外观构造如图6所示，模具基本外观构造包括：热流道保护导柱、定位圈、锁模块、撬模坑、模脚、吊环螺丝及水路等。

图6 模具基本外观构造

模具基本要求如下：

1）热流道导柱比热嘴高出20mm以上，在安装时起保护作用。
2）每两块板间撬模坑尺寸设置为45mm×45mm，深8mm。
3）模具地侧设置模脚。
4）a、b板各4点起吊，吊环位置尽量设置在模具两侧。

（2）模具定位系统（四配克结构）如图7所示。围绕模架外沿一圈有10°锥度配合，起整体模具定位和防涨模作用。此外，需根据实际需要加上耐磨板。四配克长度尺寸为85～90mm，高度为50mm，且底部在r5mm以上，顶部棱角c6，由模架公司精加工到位。

图7 模具定位系统

（3）模架导柱和流道调节阀设置如图8所示。

1）因为模板太厚，因此导柱g、p用螺丝固定，配合长度为1.5倍直径以上。

2）流道调节阀用来控制进浇流速和封闭流道的机构，达到产品填充均匀、控制熔结线等目的，试模时在机台上用内六角扳手旋动，简单方便使用。

图8 导柱、调节阀

3）动、定模都要设有调节阀。

（4）喇叭网镶件、压力板和顶针设置。

1）动模喇叭网处用镶件对策，起到深筋、定模喇叭网排气作用，用雕刻加工成形网筋条，内部通水循环减少产品变形的系数。