汽车注塑模具设计理念探讨

2019.11科学技术创新-173-汽车注塑模具设计理念探讨

邓作栋

(彼欧投资(上海)有限公司，上海200000)

摘要：近十年来，我国汽车行业取得了突飞猛进的发展。作为支撑汽车工业发展的模具制造产业，正在从过去的依靠进口到今天的自主研发,从生产制造中低端模具并替代进口，逐步向制造高端模具产晶和出口发起冲击。涌现出一大批优秀的模具企业参与到国际化竞争。在与国外客户的沟通和交流当中，我们也要认识到自己的不足之处，进一步完善塑料模具设计理念和提升模具设计质量。

关键词：注塑模具;模具设计；汽车模具

中图分类号:TQ320.5文献标识码:A文章编号:2096-4390(2019)11-0173-02

1概述

在出口注塑模具领域，我们经历了从按图纸加工到自主开发

的过程。特别是保险杠表皮注塑模具设计从最初的按图加工、到

合作开发、再到现在的自主开发，实现了从技术引进、消化吸收到

自主创新的过程。在参与国际化竞争当中,我们也要吸取国外的

成功经验和先进设计理念,不断提升自身实力。本文就一些常见

模具设计理念和注意事项进行探讨。

2模具设计理念

2.1选择注塑机

注塑机的选择必须能满足适合所需零件的注塑量、锁模力能

够抵消注塑时型腔内熔体对模具的涨开力、注塑机的格林柱和墙

板能够满足模具最大外形尺寸。在汽车内外饰注塑行业领域的产

品，由于产品结构复杂和所需运动机构多，受模具尺寸的影响，经

常出现大注塑机生产小零件的现象。为了获得最佳的熔胶效果,我们通常会选择注塑机有效计量行程为螺杆直径的1~3倍。

表1螺杆直径/注塑容量(cm?)

螺杆直径(am)90105120135150

推荐计量下限(cnP)573909135719322651

推荐计量上限(cn?)17182728407257977952

在锁模力吨位选择上，通常采用的计算方式是F=P*S,即型腔压力乘以产品在主出模方向的投影面积。这样可以快速计算

出所需注塑机的范围。

2.2承压板有效面积

注塑模具承压板起到抵抗锁模力、保护分型面、确保型腔和

型芯平衡的特点，因此也俗称平衡块、等高板。

型腔和型芯板通常选择S50C(镶拼式结构)、P20、1.2738(整体式结构)材料，承压板采用P20预硬工具钢或Crl2高硬度冷作模具钢。型腔和型芯的材料硬度通常比承压板的硬度低,在计算承压板面积是否足够的情况下,要考虑承压板的有效面积、承受的最大锁模力以及最小的屈服强度值。如S50C的屈服强度为375MPa,即lcm2可以承受约3.75吨锁模力;P20的屈服强度为850MPa,即lcm2可以承受约8.5吨锁模力。考虑到安全系数和实际研配的误差，按照lcn?的承压板抵抗ITon锁模力的方式可以快速校核承压板面积是否足够。

2.3支撑柱

支撑柱起防止型芯板受注塑力的影响而引起变形的作用。

支撑柱的位置不合理或有效支撑面积不足，将会导致型芯板

轻微变形从而在产品上产生飞边和局部壁厚增加的问题。实际项

目中我们发现由于设计理念的差异，经常导致型芯侧在受力载荷分布的区域没有最大程度地设计支撑柱。主要是设计理念不合理，没有分清主次顺序。实践证明支撑柱设计要按照如下顺序:斜顶机构、顶出机构、支撑柱、推板导柱、其它辅助零件，最后在此基础上进行适当优化。支撑柱要优先设计在正对浇口、产品投影方向、型芯薄弱的区域。推板导柱、复位杆、限位块尽量不要位于产品投影面上,给支撑柱的设计提供尽量多的空间。

2.4热流道板

热流道板紧贴型腔板和码模板之间，起到固定和支撑热流道系统的作用。由于型腔板底部经常会设计一些水路孔，现实中也存在水路密封不足而渗水的问题。如果型腔板底部的堵头渗水而又紧贴热流道板，水滴将呈现不规则的流动状态,存在流向热嘴孔而损坏热流道系统的风险。为了避免这种风险,可以在每个热嘴孔附近设计l~2mm深的排水槽并且朝地侧汇集成一个总排水槽通向模具外侧。只要在总排水槽出口检测到水滴，就应暂停生产查明原因。这样增加了这个问题潜在失效模式的可探测度和降低严重程度。热流道板也需要在靠近天侧的位置设计排气槽,将热流道系统升温过程中从模板上产生的水汽排出。

热流道板的有效支撑面得到越来越多的重视。与型芯侧的支撑柱原理类似，型腔的有效支撑面积要越大越好。热流道分流道板形状受热嘴点位和分流道板流道布局的影响，优化空间有限。但是可以通过优化其电线、水管、油管分布和线框布局,使其尽量不要位于产品投影面上来改善。

2.5冷却系统

良好的冷却效果能够改善制品品质，缩短成型周期。冷却系统的设计需要遵循分区冷却、中心对称、有效循环、均匀冷却的特点。分区冷却即将产品按照区域划分来设计水路,利于后续在试模和生产过程中根据实际情况,调整特定区域的模具温度；中心对称是针对长度方向沿中心轴左右对称的产品，水路也要尽量按照左右对称的方式来设计，确保产品对称区域的温度是一致的;有效循环是要按照水路循环的路径检查有效冷却通道，避免一些没有循环的水道干扰对冷却效果的判断。在水路设计优化完成之后,我们可以通过仿真软件来检查模具温度是否分布均匀。

在设计过程中要避免一个误区，即型芯无法加强冷却的时候，靠优化型腔的冷却来带走热量。一些冷却分析结果表明，优化型芯侧的冷却效果对型腔侧没有明显改善效果。未经改性的普通塑料传导率在0.2-0.46W/m.K之间，其热传导性能接近隔热材料，所以型芯温度变化传递不到型腔表面。

2.6起吊装置

当零件超过一定重量时就需要设计起吊装置。模板起吊一般采用2个或4个吊环孔，如果模板是平放的状态，需要(转下页)

-174-科学技术创新2019.11

关于排污许可实施与监管的思考与建议

于文静

（天津环科环境咨询有限公司，天津300457）

摘要:排污许可制度是环境保护管理的八项制度之一，是以许可证为载体的，是对排污单位的排污权利进行约束的一种制度。在排污许可实施与监管过程中，存在着诸多问题,通过分析排污许可管理工作现状以及存在的问题，提出了相关建议，包括加快出台排汾许可证执法手册、对第三方技术机构工作进行综合打分评级等。

关键词：排污许可;实施与监管现状;问题;建议

中图分类号:{X323}文献标识码：A文章编号:2096-4390（2019）11-0174-02

1概述

为实现生态文明建设目标，党的"十九大”报告指出，牢固树立社会主义生态文明观，加快生态文明体制改革，建设美丽中国。同时明确指出，提高污染排放标准,强化排污者责任,健全环保信用评价、信息强制性披露、严惩重罚等制度;构建政府为主导、企业为主体、社会组织和公众共同参与的环境治理体系。2016年11月，国务院办公厅印发了《控制污染物排放许可制实施方案》（国办发[2016]81号），标志着我国排污许可制度改革进入实施阶段。一年多以来，在党中央、国务院坚强领导下，生态环境部全力推动排污许可制度改革,取得积极进展叫随着《排污许可管理办法（试行）》等文件的发布，排污许可制度已逐步完善。

排污许可证“一证式”管理改革工作方案解决当前环境管理各项制度碎片化严重等问题，整合现有排污许可证和环境影响评价、“三同时”和竣工验收、总量控制和排污权交易、排污申报和收费、现场监察、限期治理、固废危废、辐射和监测等各项管理制度，将排污许可证作为政府环境监管的执法依据、企业环境行为的守法文书、公众环保监督的参与平台，实现对排污单位综合、系统、全面、长效的统一监管。但也要清楚地认识到，排污许可制度改革是一项巨大的系统工程,改革工作涉及面广、任务量大，对各项环境管理制度整合以及建立排污许可“一证式”管理制度过程中,难免会涉及体制机制、机构人员、历史遗留等诸多方面的问题叫

2排污许可实施与监管面临的现实问题

随着排污许可证的陆续核发，环境保护主管部门应当对排污单位进行监督检查，应当重点检查排污许可证规定的许可事项的实施情况,通过执法监测、核查台账记录和自动监测数据以及其他监控手段,核实排污数据和执行报告的真实性,判定是否符合许可排放浓度和许可排放量，检查环境管理要求落实情况。

而目前，环境保护主管部门，尤其基层环保部门，受制于其人员力量不足、专业水平有限、排污许可改革任务重等因素，容易造成对已核发排污许可证企业环境管理不到位、（转下页）

采用四个吊环孔;如果模板是侧向放置时，可以采用两个吊环孔。平放状态下的四个吊环孔需要沿模具中心对称分布，其几何中心位置应与起吊重物的重心一致并且在同一高度上。侧面的吊环孔应尽量设计在侧面的中心位置，两个吊环孔之间的间距为侧面总长的2/3左右。要尽量避免将吊环孔设计在胶位面上，虽然可以通过堵铜的方式来实现,但是每次使用吊环孔都要进行一次铜堵的拆装，容易在操作过程中损伤铜堵周边胶位面从而影响产品外观。在方案设计的时候需提前考虑起吊装置，特殊情况下，可以设计特殊工装来实现起吊点的转换，最大程度避免在胶位面上加工吊环孔。

2.7运动部件

运动部件的设计除可以实现其成型倒扣、顶出产品的功能以外,特别需要考虑到安装的方便性和可行性。由于导柱长度有限且安装位置在型腔的最深处，安装过程中无法检测到导柱的位置,给装配工作造成很大困难。可以通过在运动部件可视区域设计辅助导向块，利用这个导向块进行安装导向和观察安装位置来解决。

在考虑运动部件拆装的时候，要避免反复的无效拆装。固定在其上面的辅助零件应连同主运动部件一起拆装。一方面减少拆装时间提升效率，另一方面避免反复拆装引起的磨损和失效。

一些运动部件在特殊情况下会与其它零件产生干涉。为预防失效，要利用行程开关来确保模具动作顺序及其状态，同时也要考虑到电气元件失效的情况，设计额外的机械装置来进行保护。

2.8顶出系统

制品在模具中冷却固化之后，需切实可靠地将其从模具中推顶出来，这样的机构称之为顶出系统。常见的顶出系统零件有顶针、司筒针、扁顶和顶块。在顶出系统的设计过程中，可以将产品划分成几个细分区域来设计足够且平衡的顶出系统，然后再整体检查各个细分区域顶岀是否分布均匀。特别需要注意的是:外观面下面，特别是喷漆的产品，要尽量避免布置顶针和不带分型面复位的顶块,否则会产生难以消除的顶针印和顶块印。在不可避免的情况下，可以将顶块的拼接线设计在产品造型线或圆角区域,最大程度地掩盖这种缺陷。在中大型的注塑模具里，尽量采用直径6mm以上的顶针，减少规格种类。

3结论

汽车注塑模具的结构复杂且质量要求高，尤其是出口模具还需要满足生产厂商的模具标准及其所在国的行业标准和设计理念，这都对模具设计提出了更高的要求。相信经过我们广大模具行业工作者的不断努力，塑料模具设计水平将有大幅度的提升,进而提高我国出口模具的品质和带动塑料制品生产产业的更好发展。

参考文献

[1]王佳毘.现代设计手段在塑料模具设计中的应用[J].工业技术，2017（12）（上）：67-6&

[2]李斯淇.我国汽车模具出口现状与转型思考[J].模具工业，2015,41（5）:22-27.

作者简介：邓作栋（1983-）,男，湖南耒阳人，彼欧投资（上海）有限公司注塑模具经理,研究方向：汽车注塑模具的开发和管理。