《汽车大灯灯罩双色注射模设计》
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摘 要：汽车大灯既具有照明功能,同时可以美化汽车外形.本文通过概述灯罩塑件的主要结构和材料成型性质,围绕浇筑设计、动模定模设计、顶出结构设计、模具操作四方面分析汽车大灯灯罩双色注射模设计难点和关键点.借助多组分注射方式,优化灯罩模具注射质量,提升灯罩塑件的美观性和实用性.
关键词：汽车大灯;大灯灯罩;双色注射模
0 前言
汽车工业已成为我国主要支柱产业,因此对照明系统的要求逐渐提升.在汽车灯具设计方面既需要满足安全标准,还应确保外形美观,使乘客、驾驶员具有良好的体验感,与空气动力学要求相契合.因此,有必要深入分析汽车大灯灯罩的主要结构和实际制作工艺,探究灯罩双色注射模设计模式,提升驾驶安全性.
1 灯罩塑件结构和工艺
1.1 塑件结构
本课题探讨的灯罩塑件尺寸为399×201×414mm,借助黑色和无色透明进行双色注射成型,先注射透明无色罩,再注射黑色罩.灯罩注度应满足SJ1372-78标准中的精度,而模具的精度满足GB1800-79中的IT8级[1].借助卡扣和卡脚的方式装配灯壳与灯罩,并对卡脚和限位筋完成抽芯操作.此外,将灯罩底部的筋条制作为“翻边”模式,实现筋条和胶槽的相互咬合.
1.2 材料成型性质
由于PC数值属于性质优良、实用性强的热塑类塑料,其吸水率小、耐高温、稳定性强、抗冲击性高、介电性能强,同时透明性良好,被广泛应用于汽车制造领域.一般PC数值的密度在1.18-1.20g/cm3范围内,该材料的韧性强、重量低、成型迅速,能够节约成本,因此可以借助该材料代替玻璃制作灯罩.
2 双色注射模结构设计分析
2.1 浇筑设计
汽车制造过程中对于灯罩的外表面光洁度、透光度、光滑度和圆润度要求较高,不可在其表面出现浇筑的浇口印记,因此模具设计时可以利用边缘进胶的方式开展工作.在浇筑前应结合塑件的进料均匀度、表面要求进行操作.本课题研究中应先注射透明的无色灯罩,选择“扇形”的侧浇口完成进料操作,从而避免灯罩制作时表面出现料痕、浇口出雾的问题.同时,在浇筑透明灯罩后注射黑色罩,借助潜伏式进料方式实现两端浇筑,进而在黑色罩的内部狭长位置达到填充平衡.利用黑色罩包裹原有的扇形浇口位置,该部分潜伏浇口直径为2.5mm,由于孔洞痕迹较小,因此不会对灯罩的美观度造成影响.此外,在灯罩注射成型后,多余结构会在顶出操作中自动断裂,适用于自动化、机械化生产方式,提升其注射成型质量和效率.
2.2 动模、定模设计
2.2.1 动模设计
在第一次注射后,需要结合塑件的具体形状和结构,确保透明灯罩处于型腔位置,该部分属于模具动模端,和双色注塑设备中的旋转台相连.由于灯罩的侧面具有定位柱、翻边等結构,因此应优化抽芯结构.借助全新的“弹开滑块”进行抽芯,具体结构包含挡块、油缸、动模滑块、辅助拉钩等部分.灯罩塑件的侧面部分十分复杂,不过定位柱和筋条抽芯方向相同,因此可以在动模滑块位置展开抽芯工作.其中,动模滑块的尺寸较大,若想提升系统稳定性,应安装弹簧,确保弹簧孔轴线与斜导柱轴线具有相同方向[2].
在开模阶段后,由于弹力作用动模滑块会按照弹簧轴线方向进行运动,直到触碰限位块后停止.同时,定位桩和侧面筋条脱离滑块,当开模时弹簧可能无法立即弹出,导致灯罩塑件被拉伤,因此建议在定模上方增加拉钩,为后续抽芯工作提供帮助.由于注射过程中先注射透明灯罩,在此阶段中动模滑块先留在型腔中,借助弹簧垫片降低灯罩型芯内的抱紧力,使得灯罩快速脱模,避免灯罩拉伤问题.
2.2.2 定模设计
双色灯罩抽芯一般借助倒装方式进行,定模系统内包含导向、浇筑、成型、顶出、调温等结构,其中成型模块是模具设计的关键和难点.在注射黑色灯罩时,在其卡脚位置抽芯结构较多.在底部的翻边筋条模具中也包含抽芯结构,抽芯主要依靠斜导柱提供动力,其中包含开关、限位块、弹簧、斜导柱孔、内抽滑块.在二次开模时,斜导柱促使滑块移动,其脱模后再借助弹簧、限位块固定滑块,将翻边筋条抽离,完成抽芯.该过程中为了确保滑块运动平稳性,建议在固定块位置增加耐磨板,材料选择Cr12,经过热处理后硬度控制在50-52HRC.此外,若在滑块移动过程中出现故障,开关可以及时向注塑设备发出警报信息,禁止设备合模操作.
2.3 顶出结构设计
注射模的顶出模块具有可靠性强的优势,可以提升结构的刚度和精确度,适用于大型和中型模具.本课题中主要探讨倒装结构,在定模位置增加顶出模块.由于灯罩模具的尺寸较大,重量超过6t,因此需要借助双色注塑机完成注射.顶出结构注意事项如下：在定模半成品位置增加弹簧垫片,降低包紧力,使顶块能够顺利顶出,将灯罩推到型腔位置.
2.4 模具操作过程
在对模具进行合模时,注射无色灯罩需要将PC材料从扇形侧浇口灌入,将灯罩留置在型腔中.同时,借助弹簧和拉钩完成模具开模,使滑块沿着轴线方向运动20mm.利用倒装模具结构,将动模旋转180°再进行合模.注射黑色灯罩时,卡脚抽芯多,需要通过斜导柱推动滑块完成抽芯操作.此外,汽车双色大灯灯罩一般通过手动、机械的方式实现自动取件,当取下塑件后,借助复位油缸完成复位,使用注塑机推动模具进行合模,再利用斜导柱将内抽滑块和定模滑块复位.
3 结论
综上所述,在设计汽车大灯灯罩双色注射模结构时,需要结合材料特点、塑件结构,优化侧面抽芯、模具型芯等部分,提高模具修配和加工速度.创新双色注射模具加工设计思路,提升塑件制作的精确度和质量,突出结构可靠性和平稳性,保证其表面光洁,避免变形、缩印等问题,为模具的制造设计提供新思路.
参考文献：
[1]卢建生,邬新桥,陈栗.汽车大灯灯罩双色注射模设计[J].模具制造,2019,19（04）：56-60.
[2]许志扬,李念.浅谈汽车灯具设计[J].时代汽车,2020（01）：63-64.
作者简介：臧允舒（1989-）,男,黑龙江鹤岗人,本科,助理工程师,研究方向：机械设计制造及其自动化.
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汽车大灯引用文献:
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