汽車前圍上蓋板平移式雙色注射模成功試模，塑件樣件經國家級檢測實驗室三座標檢測、汽車主機廠裝車驗證，塑件外觀、尺寸、精度均達到裝車標準。此模具的成功開發可完全取代進口模具，實現了此類塑件的國產化。

對1副模具的2個型腔按先後次序注入不同種類或顏色的熔料得到雙色塑件，不同顏色或成分的塑膠結合在同一塑件中，能夠充分利用2種塑膠的優良效能，提高成型塑件的美觀和效能。雙色注射模以其實用、附加值高等優點，已被廠商廣泛接受與使用。汽車領域中製造一輛普通轎車需要超過200個內飾件的模具，市場需求量大，大量的內外飾件也越來越多地採用雙色注射工藝。透過模具新技術創新研發，高階汽車模具的技術也得到提升，以滿足國內汽車產業的配套需求，減少進口依賴，現探討汽車前圍上蓋板平移式雙色注射模設計過程。

一、塑件工藝分析

圖1 汽車前圍上蓋板

汽車前圍上蓋板是前擋風玻璃與引擎蓋之間的一塊蓋板，其結構如圖1所示，有疏導雨水、隔擋雜物的作用，塑件的下方有空調系統的進氣口，是汽車外觀可視範圍的零件，屬於外觀和功能件。塑件外形尺寸1344mm×360mm×159mm，為軟硬雙色塑件，材料為PP+TPE（硬塑膠+軟塑膠），硬塑膠部分是塑件主體結構，軟塑膠部分與引擎蓋及雨刮器配合，起到密封防水作用。塑件尺寸大，結構受限無法採用單腔雙色注射模，如採用旋轉雙色注射模，模具體積1850mm×1350mm×1300mm，整體質量達到2×104kg左右，需要用到1。85×107kg的旋轉雙色注塑機，但是企業中沒有大規格的旋轉雙色注塑機，只有最大為1。3×107kg的普通注塑機改造的雙料桶注塑機，為適應企業注塑機需求開發了平移式雙色注射模。

圖2 單腔雙色式平行垂直注塑機

此類塑件常規的雙色成型方式有：旋轉雙色模、包膠模、單腔雙色模等。分析的塑件使用平移式雙色注射模結構成型，具有一個動模型芯和2個定模型腔，透過模具內機械齒條帶動動模型芯往復運動實現型腔轉換（直線往復運動轉換型腔，普通雙色注射模透過繞中心旋轉轉換型腔），移動式雙色注射模使用旋轉式的2個定模型腔結構，與單腔雙色式平行垂直主副澆注系統方式（見圖2）相比，減小了模具體積和降低了模具製造難度，綜合了旋轉式和單腔雙色2種結構的優點。

二、模具設計

1

模具整體結構設計

汽車前圍上蓋板雙色注射模的動模是可移動的，需要設計可移動的動模型芯、移動式導軌底座、動力傳動機構和雙色澆注系統，這是此模具設計的難點。採用液壓馬達驅動的方式，第1次注射開模動作完成後，動模型芯在液壓馬達的驅動下在T形槽軌道上向前移動，移動到第2次注射位置，液壓馬達驅動齒條傳動結構齧合精確，動模型芯移動迅速、平穩。

根據以上分析設計模具結構，模架選用改造的C型模架，注射模採用熱流道澆注系統，動、定模採用一體式結構，模具採用圓導柱和分型面定位的導向定位結構，模具最大外形尺寸為1850mm×1350mm×1300mm，模具結構如圖3所示。

圖3 模具結構

1。定模座板 2。墊板 3。定模板 4。動模板 5。支承板 6。推杆固定板 7。動模座板 8。滑軌 9。底板

模具結構複雜，為使圖面清潔，其他結構做了簡化處理，重點介紹難點部分。模具設計2個定模型腔，一個可移動的動模型芯，型芯移動由液壓馬達驅動齒輪齒條，帶動型芯在2個型腔位置移動切換。注射時先注射硬塑膠部分，注射完成後模具開啟，由液壓馬達驅動型芯並帶動半成品移動到軟塑膠型腔位置，再進行軟塑膠注射，軟塑膠注射完成後模具開啟，由液壓馬達驅動推出系統推出塑件。

2

澆注系統設計

圖4 模具帶有2套熱流道的澆注系統

移動式雙色注射模澆注系統含有2套相互獨立的熱流道結構，如圖4所示，1套注射PP硬塑膠，噴嘴與開模方向平行；1套注射TPE軟塑膠，噴嘴與開模方向垂直，2套系統的主澆口成90°分佈，軟塑膠噴嘴位於模具側面，這樣在普通注塑機邊上配置一臺小噸位的注射噴嘴（見圖2）就可以完成雙色注射，此結構適合大型汽車雙色塑件成型，注塑機改造費用低，技術方案比較成熟。

澆注系統採用硬塑膠5個點熱流道1和軟塑膠5個點熱流道2進澆，針閥式熱噴嘴順序控制進澆的整體式熱流道，針閥式順序控制每個澆口的澆注時間，並使用Moldflow軟體進行模流分析，檢測進澆的合理性。針閥可以調節成型塑件熔接痕的位置，將熔接痕調節在塑件不明顯的位置，不影響外觀處選用側澆口進澆和點澆口位置。

3

動模結構

平移式雙色注射模動、定模採用整體式以滿足模具使用壽命30萬次的要求。雙色注射模採用四周虎口位鎖緊，防止注射成型過程中模板發生位移，在分型面外加高硬度的承壓塊以避免鎖模力對分型面造成損傷，動模結構如圖5所示。

圖5 動模結構

雙色注射模的動模結構主要由三部分組成：動模型芯主體、底座、馬達驅動裝置。動模型芯主體是可移動的，其上含有動模板、支承板、推杆固定板和底板。動模型芯主體將動模整體設計安裝固定在一起，包含成型塑件結構部分、推出裝置和支撐結構。動模板成型塑件結構部分也是注射成型時型腔的組成部分，底板的底部安裝齒條，與底座上的齒輪齧合，可以帶動整個動模型芯主體移動。底座結構安裝有滑軌，與兩端的槽一起使動模型芯主體在其內滑動。馬達驅動裝置在底座一側安裝一臺液壓馬達，透過齒輪組和聯杆等機構將動力傳遞到兩側，驅動底座的齒輪，帶動動模型芯主體平穩移動。

4

齒條平移驅動結構

圖6 驅動結構

模具齒條平移驅動結構如圖6所示，結構運動精準、平穩、可靠。平移驅動裝置由一臺SMS液壓馬達驅動，用一根聯杆帶動上、下2個變速箱，驅動齒輪齧合齒條帶動型芯部分做平移運動。運用齒輪箱減速增加扭矩，實現小馬達大功率輸出，結構小巧緊湊。此模具如採用傳統液壓馬達驅動平移結構，易因油路壓力損耗及配合間隙不均，摩擦因數不一致等造成各液壓馬達動作不一致，導致平移運動不平衡。第1次注射完成模具開啟，液壓馬達帶動型芯運動到型腔2位置，進行軟塑膠注射，注射完成後，模具開啟，液壓馬達再次將型芯復位，進入下一個注射成型週期。

5

推出系統

由於汽車前圍上蓋板塑件體積大，脫模時所需脫模力較大，推出系統採用4個液壓缸作為動力源，設計油路時保證進出油能推出平衡，所有的油路設計在推杆固定板內，保證油路佈局平衡。動模型芯表面有落差、不平整，所有推杆和推塊的固定端都設計止轉結構。根據塑件的結構特點，保證塑件順利脫模不發生拉傷變形，在塑件的周圍均勻設定推塊，各活動機構運動順暢。

6

冷卻系統

平移式雙色注射模冷卻水路設計以沿塑件外形走向為原則，動、定模的水路迴圈按基本對稱佈置，以實現冷卻控制和調節塑件變形、熔接痕等缺陷。在各個滑塊中都設定冷卻水路，保證側抽芯裝置結構正常執行，防止過熱影響塑件成型質量。動模冷卻水路設計考慮其可移動性，水路進、出口必須在模具一側，水管由多條排布整齊，防止纏繞，統一連線到集水塊上，避免了水路串聯造成水溫過高問題。

三、模具工作過程

移動式雙色注射模工作過程中模具在2次注射裝置上，一個注射成型週期利用硬塑膠噴嘴與軟塑膠噴嘴注射成型。

注射工藝過程為：合模 > 第1次注射硬塑膠 > 保壓 > 開模 > 動模型芯移動到注射軟塑膠位置 > 合模 > 第2次注射軟塑膠 > 保壓 > 冷卻 > 開模、抽芯、推出 > 取出塑件 > 動模型芯復位回到注射硬塑膠位置，進行下一個注射成型迴圈。

模具外觀結構如圖7所示。

>

▍

原文作者：

李芳、黃清剛、趙建剛、賈宇霖

▍

作者

單位

：深圳市銀保山新科技股份有限公司