汽车门板模具设计「奔腾汽车suv」

图1所示为某车型左前门内饰板，此门板采用一体式结构，装饰板和喇叭网罩集成在门板内饰板上，其中喇叭网罩为蜂窝状设计。该门板内饰板材料为PP-T20，外形尺寸为885mm×718mm×122mm，主体壁厚为2.2mm，质量为1780g。

车门内饰板设计要点如下：①车门内饰板为重要的外观皮纹件，外观面不允许出现熔接线、流痕、缩印等缺陷；②车门内饰板为顾客高频接触部位，制品外观分型线要求不可见且触摸光顺，特别是上装饰板区域和杂物盒区域的分型线存在外露，这两处分型线不允许出现段差及飞边；③车门内饰板直接装配在钣金上，与钣金件不能存在装配间隙，要求注射成型后的制品变形在装车可控制的范围内。

图2所示为前门水切支架，该制品为非外观件，焊接安装在前门内饰板的装饰区域，材料为PP-T20，外形尺寸为740mm×58mm×45mm，质量为165g。

2.1 模具排位设计

为了提升门板的生产效率，结合前门板的结构及尺寸特点，将左前门内饰板、左前门水切支架、右前门内饰板、右前门水切支架设计在1副模具上成型，模具采用“1 1 1 1”的布局，如图3所示。

2.2 模具浇注系统设计

2.2.1 浇口数量及浇口位置确定

由于前门内饰板尺寸较大且存在喇叭网罩结构，不易填充，需设计多点进料，经Moldflow优化分析，决定单个前门内饰板采用10点针阀式进料方案，左/右水切支架共用2点针阀式热流道，进料点位置布局如图4所示。

其中点1、2、3、4、5、6、7、8、10采用侧浇口，浇口尺寸为15mm×1.2mm；点9位于车门的开门侧，采用牛角潜伏式浇口，浇口尺寸为6mm×1mm；点11、12采用侧浇口，浇口尺寸为20mm×1.2mm。热流道内径为φ22mm，阀针直径为φ8mm，热流道浇口直径为φ6mm。

经Moldflow多次优化分析，最终确定单个前门内饰板的热流道顺序阀开启顺序为：点1→点2/3/4→点5/6→点7/8/9→点10，左/右前门水切支架的热流道顺序阀开启顺序为点11→点12。其中，点1与点11同时开启。

Moldflow熔接线分析结果如图5所示，熔接线都位于非外观区域，原因是该区域安装孔较多。外观区域整体填充良好，满足设计要求。

Moldflow制品变形分析结果如图6所示，制品X、Y、Z方向的变形量较小，主要为收缩变形，整体变形较为均匀，满足制品设计要求。

2.2.2 热流道顺序阀设计

热流道顺序阀设计如图7所示，根据Moldflow的分析结果，模具采用22点热流道顺序阀设计。

2.3 模具主要机构

模具主要机构包括上装饰板区域镶件结构、杂物盒区域镶件结构、门板喇叭网罩弹顶机构、斜推等机构，如图8所示。

2.3.1 大镶件结构

由于门饰板为顾客高频接触的制品，而上装饰板区域和杂物盒区域的分型线存在外露，用手可触摸，为保证这2个区域的分型线质量，在模具上分别设计了镶件结构，如图9（a）所示。

为确保分型线的质量，提高镶件的配合精度，上装饰板镶件和杂物盒镶件上都设计定位凸台，如图9（b）所示。该定位凸台主要有2个作用：①模具在装配的过程中，镶件通过定位凸台反锁在模具型腔板上，以此修配分型线段差；②在注射过程中，镶件通过定位凸台互锁在模具型腔内，避免因注射压力过大而导致模具零件错位变形，提升分型线质量。另外，2个镶件都设计了冷却水路，在注射时对镶件进行冷却。

2.3.2喇叭网罩弹顶机构

为保证门板喇叭网罩网孔顺利脱模，设计了弹顶机构，包括台阶推杆、弹顶推杆固定板、弹顶推板、弹顶推板导柱、支撑柱、弹顶底板、弹顶底板导柱、弹簧、弹顶托板等，如图10所示。

其中，台阶推杆安装在弹顶推杆固定板和弹顶推板之间，弹顶推杆固定板和弹顶推板之间通过螺钉固定；弹顶推板导柱穿过弹顶推杆固定板和弹顶推板，弹顶推板导柱固定在模具型芯上；支撑柱的两端头分别通过螺钉固定在弹顶推板和弹顶底板上，弹顶底板导柱穿过弹顶托板和弹顶底板，弹顶底板导柱通过螺钉固定在弹顶托板上；弹簧穿过弹顶底板导柱，安装在弹顶托板和弹顶底板之间，弹簧初始状态处于预压状态；弹顶托板则通过螺钉固定在模具动模座板上。

弹顶机构的运动原理如图11所示，在制品推出过程中，推板向上运动，处于预压状态的弹簧驱动整个弹顶机构随推板向上运动，当制品推出15mm时，弹顶推杆固定板接触模具型芯，弹顶机构运动结束，其他机构在推板的驱动下继续运动。在模具复位时，当推板向下运动到距离复位结束还有15mm时，推板与弹顶底板接触，推板压迫弹顶机构随其向下运动，直到推板复位结束。在弹顶机构随推板复位的过程中，弹顶机构的弹簧被压缩，为下一次驱动弹顶机构运动而储存能量。

2.3.3 斜推机构

前门内饰板背面的卡扣安装座等倒扣结构由斜推机构成型，如图12所示。

2.4冷却系统设计

在注射成型过程中，模具温度直接影响制品的成型质量（变形、尺寸精度、力学性能和表面质量）和生产效率，需要根据材料性能与成型工艺的要求设计温度调节系统。为避免制品冷却不均匀而导致翘曲变形，门板模具型腔板、型芯水路具有以下设计特点。

（1）根据门板的造型特点，采用“水路 水井”的冷却水路布局。沿制品形状尽量设计随形水路，针对冷却不充足的区域，再设计水井或斜水井辅助冷却，模具型腔板、型芯的冷却水路设计如图13所示。

（2）水路直径设计为φ15mm，水井直径设计为φ24mm，以保证足够的传热面积。

（3）喇叭网罩区域型腔板、型芯采用独立的水路设计，通热水以保证喇叭网孔的填充。

（4）模具采用集中供水方式，设计集水块与注塑机连接。

（5）型腔板、型芯温度采用模温机独立控制。

▍原文作者:石波1，李昌雪2，

▍作者单位：1.上汽通用五菱汽车股份有限公司 技术中心；2.广西机电职业技术学院