苏瞧忠，王得胜

（1.湖南省平江县职业技术学校，湖南平江 414500；2.宁波富诚模塑有限公司，浙江余姚 315400）

汽车轮罩塑件注射模具设计

苏瞧忠1，王得胜2

（1.湖南省平江县职业技术学校，湖南平江 414500；2.宁波富诚模塑有限公司，浙江余姚 315400）

在对汽车左、右轮罩注塑件模具结构设计过程进行分析和研究的基础上，阐述了此类注塑件模具设计的流程。介绍了Moldflow分析软件在注塑模具中的作用。通过汽车左右轮罩注塑生产验证，该件设计方案合理，成型的产品符合质量要求，可供类似零件模具设计参考。

汽车；轮罩；注塑模具；Moldflow

0 引言

汽车左右轮罩注塑件注塑成型一直是模具设计人员的棘手问题，特别是中间壁厚薄、两端壁厚厚的胶厚不均匀的轮罩，使得注塑过程中容易造成压力过大、飞边严重、欠注射、熔接痕明显等较难解决的注塑问题，而这一系列问题直接影响到汽车轮罩生产的经济性及模具寿命。

1 零件工艺分析[1]

光滑，无气孔、缩坑、欠注射、飞边，无明显熔接痕。零件上有几处倒勾和直径为6.5 mm的通孔，不能直接沿脱模方向通过动定模的插破或靠破来成型，模具结构需要设计成侧向抽芯结构。从图1和零件信息可以看出，该件设计难点在于：（1）壁厚不均匀，注塑时存在压力过大、局部飞边严重、局部欠注塑、熔接不良和熔接痕严重等风险；（2）外观尺寸较大，要重点考虑模具强

左、右轮罩塑胶材料为PP（71103），收缩率为1%，中间壁厚为1.2 mm，两端壁厚为1.7 mm，外形尺寸为1 069 mm×435 mm× 627 mm，属于薄壁件注塑模具。该件呈半圆型，形状不规则。外观要求平整度、大小、重量、起吊方式、冷却水集水排位置等；（3）模具生产时取件困难的问题。

图1 轮罩

2 轮罩注塑件的模具结构设计[2]

2.1 设计思路

根据该件外观尺寸较大，且形状不规则，壁厚不均匀等特点，在进行模具项目分析和零件结构合理性分析的同时运用Moldflow[3]软件对零件进行浇口位置、浇口大小、充填时间、塑料流动前沿温度、模腔压力、锁模力、气泡位置、熔接痕位置等分析。通过模流分析结果确定模具结构为：（1）一模一腔排位；（2）六点进胶式热流道系统；（3）模具在1250吨及以上注塑机上生产；（4）采用非标三板式模架；（5）行程较大的几处侧抽芯用油缸驱动，其它侧抽芯采用斜导柱驱动；（6）产品留在动模，采用机械手直接抓取工件方式。根据上述结果进行模具结构设计，同时在Moldflow软件中加入冷却水道等进行完整的模拟分析，并利用分析结果来确定最终的模具设计方案。

2.2 模具结构

2.2.1 浇注系统设计

由于汽车轮罩属于大型薄壁零件，在注塑成型过程中要有良好的流动性，在模具设计过程中必须使用热流道以保证在一定流动范围内，熔料在工艺可控范围内可以充满型腔。经过对熔体模拟流动分析（见图2），确定六点浇口最佳位置。为避免在塑件表面出现明显熔接痕，六点浇口尺寸分别为，其中四点直径为3.5 mm，斜度为单边2度大浇口直接在产品上进胶；另两点采用宽为20 mm，高为3 mm，斜度为15度的侧浇口在滑块顶部处进胶。

图2 Moldflow分析结果

图3 模具结构图

2.2.2 分型面设计

为了保证塑件外观质量和取件的需要，塑件的主分型面位于装车状态底部最大轮廓面上，六处侧抽芯分型线留在产品表面（征得客户同意），其他三处圆孔抽芯分型线在产品表面圆孔口。如图3、4所示。

图4 分型线图

2.2.3 侧抽芯机构设计

通过分析塑件的共有9处不能直接沿脱模方向成型倒勾，将其设计成侧抽芯结构[4]（见图5）。其中六处侧抽芯考虑到取件的方便，滑块加大，固定在动模上，抽芯行程大于10 mm的采用液压油缸驱动，其余采用斜导柱驱动。其它三处圆孔设计成镶针侧抽芯，固定在定模上，采用液压油缸驱动。如图6所示。

图5 拔模分析

图6 定模侧抽芯结构图

2.2.4 冷却系统设计

定模采用一进一出的直通式冷却水道进行冷却。动模也采用一进一出中间用潜入式水井逼近产品表面的冷却水道进行冷却。六处抽芯均设计有冷却水道进行冷却。经过模流分析，能保证进水口和出水口的温差在2℃～3℃，不会产生由于温差过大造成塑件收缩不均匀的现象，水道布局如图7所示。

图7 冷却水道图

3 模具工作过程

开模时，动模在注塑机的作用下向后运动至设定行程。液压油缸驱动三个侧抽芯离开胶位至设定距离。机械手直接抓住轮罩从上往下取出产品。合模时油缸驱动滑块先复位，动模向前移动至分型面锁紧。

4 试生产结果

由于结晶程度主要由模具温度决定，因此在生产过程中模具温度控制在45℃左右，料筒温度分段控制在190℃～220℃间，注塑压力控制在70 MPa，保压压力控制在30 MPa。注塑时使用高速注射，快速充模可以增加塑料的流动性，使模腔尽快充满，从而相对减小型腔内部压力，减少模具飞边的产生。根据模具投产后的生产情况跟踪验证，模具填充成型状态良好，流动非常平衡，成型压力较低，未出现飞边、毛刺等因压力而导致的成型缺陷（如图8所示）。无明显困气，未出现烧焦等因困气而造成的成型缺陷。模具工作状态稳定，产品取件方便，多浇口导致有熔接线产生但并不明显，并未影响该产品质量和机械性能。塑料零件质量达到客户技术要求。

图8 成品塑料零件照片

5 结束语

汽车左右轮罩注塑件的浇口位置的选择一直是模具设计人员的难点所在，特别是这种壁厚不均匀的薄壁塑料零件的设计更是困难重重，通过运用Moldflow软件辅助分析，不但解决了设计上的实际问题，也为企业节省了大量的由于反复试模所花费的资金，同时有效缩短了模具的开发周期，也为模具设计人员在此类模具设计上提供了很好的技术支持。

［1］李晶华，李宏力，卞学良.汽车前轮罩计算机辅助设计［J］.河北工业大学学报，2004（6）：113-115.

［2］王伟其.新型汽车轮罩及工艺研究［J］.长春工业大学学报，2009（8）：476-480.

［3］李雯雯，卢军，刘洋.Moldflow软件在注塑模具CAE中的应用［J］.工程塑料应用，2009（9）：80-82.

［4］曾信，杜群贵，袁丽军.注射模侧滑块变形影响因素分析［J］.模具工业，2011（2）：64-67.

Plastic Mould Design of Automobile Wheel Cowling Plastic Parts

SU Qiao-zhong1，WANG De-sheng2
（1.The Pingjiang Hunan Votech School，Pingjiang 414500，China；2.Ningbo Fucheng Mould Co.，Ltd，Yuyao315400，China）

Based on the analysis and research of the automobile left and right wheeling cowling injection mold，the aim of this article is to explain the design procedure of such kind of injection mold and to introduce the value of Moldflow in injection mold，By testing the products of automobile wheel cowling，we find that the design is reasonable.The end-products can meet the requirement on quality.So，it can provide reference for the design of similar part mold.

automobile；wheel cowling；injection mold；Moldflow

TG76

A

1009－9492(2014)05－0103－03

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.05.026

苏瞧忠，男，1980年生，湖南平江人，大学本科，工程师。研究领域：注塑模具设计与制造。已发表论文7篇。

(编辑：向飞)

2013－11－13