汽车仪表盘注塑模优化设计

【232】 第32卷 第8期

2010-8

汽车仪表盘注塑模优化设计

Automobile instrument penal optimal design of injection mold

周玉蓉，韦光珍

ZHOU Yu-rong, WEI Guang-zhen （重庆工业职业技术学院，重庆 400050）

摘 要：本文分析了某轿车仪表盘结构工艺性，采用潜伏式浇口，设计了仪表盘的浇注系统。同时介绍了该产品的注塑模具结构和设计、制造要点。通过优化模具设计，采用改进的模仁加工方法，不但提高模具质量、缩短模具开发周期、同时还极大的降低了模具的成本,提高企业的市场竞争力。对于其它类似的零件也有极大的借鉴作用。

关键词：轿车仪表盘；潜伏式浇口；浇口位置；优化设计

中图分类号：TP391 文献标识码：B 文章编号：1009-0134(2010)08-0232-03Doi: 10.3969/j.issn.1009-0134.2010.08.72

0 引言

汽车仪表盘是汽车内饰件的重要组成部分，是各种仪表、信号及操作开关集合处，是汽车的操纵控制与显示的集中部位。该仪表盘的结构如图1所示，其特征较多，零件尺寸及外观要求也较高，制品外形尺寸是331mm×189mm×35mm，中间有个较大的方形通孔，且正面有许多的通孔和

通槽。仪表盘表面的粗糙度不得大于R a 0.8m m ,壁厚为（1.5±0.1）mm。与仪表盘相配合部分的尺寸精度要求较高，装配后要求

无松动，相配合零

件外形轮廓应吻合，过度应平顺。该产品的年产量高。通常单月产量上万。

1 成形工艺及模具浇口结构分析

1.1 成型工艺参数选择

考虑到仪表板的工作要求及环境条件，制件选用材料为PP-T20，该材料强度高、绝缘性好、吸水率低、热成形温度高、密度小,尺寸稳定性好,是结构件，散热风扇，耐压壳体的理想材料。取其成型收缩率为1.2%； 该材料在注塑加工前不需特别的干燥处理。模具温度为50～90℃，为减少内应力及变形，选择高速注射。1.2 浇注系统设计

根据该产品结构及工艺性要求分析，模具设计为一模一穴式结构。采用潜伏式浇口（如图2、图3所示），从制件较隐秘的侧面进料，这样不但不影响制品的美观。同时可采用较简单的两板模，浇口进点潜入分型面的下方，沿斜向进入型腔，在动定模分型或推出时流道的制件补自动切断，无需剪料。

2 模具优化设计

2.1 模仁原设计方案

通常在设计此类高要求模具时优先选用龙记标准模架，根据技术协议要求内模料选用日本大同NAK80，以保证良好的电加工性能，及高抛光

收稿日期：2010-05-21

作者简介：

周玉蓉（1963 -），女，重庆人，副教授，研究方向为模具设计与制造、职业教育。

图1 仪表盘3D图

图2 潜伏式浇口截面图 图3 潜伏式浇口

图4 零件细部结构图

第32卷 第8期 2010-8

【233】

性已满足产品的尺寸及外观要求。此类型的产品相当于一个壳类零件，通过零件的周壁把零件分为内外部分，如下图4所示。

根据产品结构，在模具设计时通常将后模仁设计成内外成型零件分割后再组合的结构（如设计成整体，周围侧壁厚度为1.6mm，深度为18mm 那么铣削加工是无法完成，就不得不采用放电加工，这样就会造成放电加工时间极长，电极制造成本高，不便于后期的抛光和成型时排气，并且

不能分散加工延迟模具制造周期），如图5所示。

图5 模仁结构

为了保证零件成型时不产生飞边成型缺陷，那么后模仁Ⅰ与后模仁Ⅱ的周围配合间隙要求极高（要保证在0.05~0.015mm）为了保证如此高的要求，在配作加工工艺上不得不采用慢走丝切割，在材料成本及加工成本都会极大的增加。2.2

模仁优化设计方案

图6 零件加工示意图

根据产品的结构和长期的实践做出如下设计图：根据产品的结构，内壁有1度的脱模角如图6所示，将后模仁四周设计成为斜度分割，加工时在一块料上同时切割模仁1与模仁2，具体实施步骤如下：

第一步：备料

根据设计备出后模仁料，注意备料时要计算备料高度，高度计算说明如图7所示。

第二步：线切割锥度加工

按设计轮廓用快走丝切割加工将备好的模仁料分隔为模仁1与模仁2，一次性切割完成，两个零件的相互配合间隙可以做到几乎为零的境界，

大大提高了零件的配合精度，极大的节约了材料（利用中间的废料作出模仁Ⅱ的胚料），降低了

对设备的要求，节约了模具的成本。

图7 备料图

第三步：去掉模仁Ⅰ与模仁Ⅱ多余部分料，其后按正常工序加工即可。

2.3

两种方案成本比较

图8 模具加工简图表1 成本对比

按照此副模具设计图（如图8）所示进行加工。将两种方案所需要的成本列表（如表1）比较。我们可以清楚的得到，通过优化设计我们可以在此副模具上节约1万左右的费用。对于类似的

【234】 第32卷 第8期

2010-8

塑料模具，该方法我们已经实施多次，每次都收到了很好的效果。

我们做出如下成本对照如表1所示。

3 生产结果

采用上述的优化方案，在较短的时间内设计

并生产出合格的模具（模具结构如图9所示），成

1. 模架CI4060

2. 前模模仁

3. 后模模仁

4. 滑块

5. 胶口套

6. 弹簧

7.限位柱

8. 支撑

9. 快换水嘴 10. 顶针 11. 平衡柱

图9 仪表盘模具结构图

功的生产出了形状、精度和表面质量满足要求的

产品（如图10所示）。

图10 产品实物图

4 结论

在注射模具设计过程的初期，采用CAE技术进行浇注系统模拟、优化设计方案。通过最佳浇口位置区域分析和两种设计方案的填充分析、熔接痕分析、气泡分析等，确定了较为合理的浇口位置和数目，减少了设计的盲目性。

在注射模具设计过程中，通过优化模具设计，采用改进的模仁加工方法，不但提高模具质量、缩短模具开发周期、同时还极大的降低了模具的成本，并有效的提高了一次试模成功率。从而提高企业的市场竞争力。对于类似的零件也有极大的借鉴作用。参考文献：

[1] 俞芙芳. 塑料成型工艺与模具设计[M]. 武汉:华中科技大

学出版社,2007.

[2] 李建军.模具设计基础及模具CAD[M].北京:机械工业出

版社,2005.

[3] 朱光力.模具设计与制造实训[M].北京:高等教育出版社,2004.