模人原創(chuàng)

隨著塑料在汽車領(lǐng)域的使用量持續(xù)增長，占到了車身總質(zhì)量的10％－15％，由于對(duì)汽車輕量化設(shè)計(jì)的追求，塑料在汽車領(lǐng)域的用量將會(huì)越來越大。在現(xiàn)代社會(huì)，尤其是歐美與德國的汽車主機(jī)廠，例如奔馳Smart，蓮花Elisey與雷諾Espace，均采用了塑料車身。而且汽車上使用塑料的多少還成為了衡量汽車水平高低的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。

2017年上海車展，分別從互聯(lián)網(wǎng)造車，自動(dòng)駕駛技術(shù)，車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，新能源等方向出發(fā)，分析了未來汽車行業(yè)的發(fā)展方向。隨著互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于汽車領(lǐng)域，涌現(xiàn)出了大批新能源汽車研究廠家，汽車工業(yè)空前繁榮。汽車工業(yè)的繁榮推動(dòng)了汽車模具工業(yè)的發(fā)展，帶動(dòng)了世界的經(jīng)濟(jì)。塑料大量利用于汽車行業(yè)，既減輕了汽車的質(zhì)量又節(jié)能環(huán)保，為汽車輕量化設(shè)計(jì)提供了有力的保障。同時(shí)帶動(dòng)了汽車注塑行業(yè)與汽車注塑模具行業(yè)的高速發(fā)展。

2015－2017年，居民消費(fèi)升級(jí)帶動(dòng)了汽車行業(yè)持續(xù)增長，整車廠在消費(fèi)者直接感知的汽車內(nèi)外飾與人機(jī)交互等方面進(jìn)行了重點(diǎn)投入。由于社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)汽車內(nèi)外飾的要求也越來越高，整車廠在汽車內(nèi)外飾方面加大了投入，設(shè)計(jì)出的車型外觀更加酷炫，全數(shù)字化顯示，復(fù)古風(fēng)，功能集成，成像多樣化等。針對(duì)要求越來越高的汽車內(nèi)外飾，塑料與塑料合金材料必然是汽車內(nèi)外飾的最佳選擇。

在現(xiàn)代社會(huì)，汽車作為主要交通工具之一，對(duì)人們的生活影響越來越大。在汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國家，汽車產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率已超過60％，而且這一趨勢(shì)還在持續(xù)上漲。改革開放后，經(jīng)過30多年的發(fā)展，中國也成為了汽車大國。在中國有一汽、二汽和廣汽等等本土汽車企業(yè)，外來合資汽車品牌更是遍布全國。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國目前已經(jīng)擁有汽車超過一億輛，預(yù)計(jì)到2020年左右，中國的汽車將會(huì)超過2億輛。

汽車工業(yè)迅猛發(fā)展的背后是汽車模具工業(yè)的發(fā)展。特別是近年來，世界汽車模具工業(yè)的發(fā)展更是日新月異，汽車對(duì)模具的需求量也越來越大。在一款新車中，需要汽車注塑模具約500副，其中包括汽車門板、前后保險(xiǎn)杠、車燈、手套箱、中央通道、正副儀表板等大中型注塑模具，以及風(fēng)箱、水箱各類小型注塑模具，以及接插件等精密注塑模具�？梢哉f注塑模具在汽車模具占的比重最大，重要性不言而喻。

模具質(zhì)量的好壞80％取決于模具設(shè)計(jì)與塑件設(shè)計(jì)，模具工業(yè)的發(fā)展離不開模具設(shè)計(jì)師們的辛苦勞動(dòng)。汽車注塑模具和其他注塑模具沒有本質(zhì)的區(qū)別，但也有其自身的很多特點(diǎn)。由于汽車注塑模具的附加值一般都較高，因此很多先進(jìn)的技術(shù)（如順序閥熱流道控制技術(shù)、內(nèi)分型面技術(shù)，低壓注塑技術(shù)等）都優(yōu)先在汽車注塑模中得到開發(fā)和應(yīng)用。如果把模具設(shè)計(jì)工程師比喻成一個(gè)兵的話，那么汽車注塑模具設(shè)計(jì)工程師無疑就是一個(gè)特種兵。因?yàn)槠�車注塑模具設(shè)計(jì)難度大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)周期長，通常都是半個(gè)月到一個(gè)多月才能完成。對(duì)于中大型汽車模具儀表板、保險(xiǎn)杠、門板等模具，設(shè)計(jì)難度與周期則更大更長。在國內(nèi)從事汽車注塑模具設(shè)計(jì)的工程師其待遇也要遠(yuǎn)高于從事其它模具設(shè)計(jì)的工程師。

人類文明的發(fā)展都是建立在前人的基礎(chǔ)之上的，科學(xué)技術(shù)更是如此。汽車注塑模具發(fā)展到今天，都是總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)的結(jié)果，單憑個(gè)人的閉門造車可能永遠(yuǎn)也設(shè)計(jì)不好模具。我們的經(jīng)驗(yàn)與設(shè)計(jì)理念都是來自工廠實(shí)踐，來自像奔馳，寶馬以及佛吉亞，偉世通，江森等主機(jī)廠與零部件廠，來自像華威，銀寶山新，華益盛，海爾，星泰等廣大汽車模具公司。

在筆者以前的書籍與公眾號(hào)文章編輯中，參考了不少筆者工作過的工廠內(nèi)容，總結(jié)他們的優(yōu)秀理念與結(jié)合筆者個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，生動(dòng)形象的展現(xiàn)給讀者，目的是幫助大家提高技術(shù)水平。汽車注塑模具的設(shè)計(jì)理念都是相通的，大同小異。小編整理這些干貨，并不奢望什么，如果有所斥責(zé)，那是人性中卑污陰暗的品質(zhì)。讀者們對(duì)技術(shù)有任何的意見，小編歡迎之至。大多數(shù)的讀者朋友們都是認(rèn)真鉆研技術(shù)，溝通友善的。

專業(yè)術(shù)語

1 封料面

封料面又叫封膠面，是指從產(chǎn)品邊緣開始封住膠位的這段面。封料面的封料距離根據(jù)模具的大小決定。在汽車注塑模具設(shè)計(jì)中，長寬尺寸600mm＊600mm以內(nèi)，封料位取25mm，長寬尺寸600mm＊600mm至1000mm＊1000mm以內(nèi)，封料位一般取30mm，長寬尺寸1000mm＊1000mm至1500mm＊1500mm以內(nèi)，封料位一般取40mm，長寬尺寸1500mm＊1500mm以上，封料位一般取50mm．

封料面尺寸不可太大，也不可太小，太大會(huì)增加鉗工配模工作量，配模難度大。太小模具生產(chǎn)久了分型面承受不住注塑機(jī)壓力，會(huì)出現(xiàn)壓塌凹陷，從而導(dǎo)致塑件飛邊的現(xiàn)象發(fā)生。封料面是保證塑件與模具精度的面，CNC加工時(shí)需保證加工精度，用最好的刀具與采用合理的工藝來保證加工精度，表面光潔度要求高。

在汽車注塑模具設(shè)計(jì)中，封料面優(yōu)先做延伸，能延伸不拉伸。或者先延伸一段距離再拉伸，中間采用R角過渡�；蛘卟捎镁W(wǎng)格，掃略等做面方式做面封膠，從而保證封膠精度，避免分型面飛邊，盡量不用或少用拉伸面封膠。

2 避空面

避空面又叫透刀面，是指封料面邊緣以外保證模具強(qiáng)度的面。分型面是由封料面，避空面，排氣槽，定位面組成，封料面保證模具精度，避空面保證模具強(qiáng)度。避空面是為了減少鉗工配模工作量，避免鉗工將分型面打磨得很難看，減少CNC精加工時(shí)間與精度，可以采用差一點(diǎn)的刀具加工，表面光潔度要求較低，一般用手觸摸不刮手，長期生產(chǎn)不起毛即可。

模具上的避空主要是分型面上的避空，一般定動(dòng)模避空深度各為0．5－1mm左右。在汽車注塑模具設(shè)計(jì)中，封料面以外的面都需要做避空，用來減少配模工作量與節(jié)約加工時(shí)間，提高效率。當(dāng)分型面有熱嘴流道與澆口時(shí)，熱嘴流道與澆口處不能避空，需做一段封料距離再做避空，具體尺寸根據(jù)模具大小而定。

3 對(duì)插面

對(duì)插面又叫插穿面，塑件有很多的通孔，在模具成型時(shí)一般采用碰穿，插穿兩種方式，碰穿是指定動(dòng)模通孔分型面在垂直方向?qū)ε龅拿�，插穿是指定�?dòng)模分型面在水平方向?qū)Σ宓拿�。�?duì)于通孔的成型，要做到能碰不插，即能碰穿不插穿，能大角度插穿不小角度插穿。這是因?yàn)榕龃┎灰罪w邊，對(duì)插面長期生產(chǎn)易飛邊。為了減少飛邊，因此在汽車注塑模具設(shè)計(jì)中，優(yōu)先將分型面的插穿角度做到7度以上，最低也要保證5度以上，3度在特殊情況下才特采。對(duì)插角度大，能延長模具使用壽命，不易磨損飛邊。

4 倒R角標(biāo)準(zhǔn)

模具的設(shè)計(jì)必須要考慮加工，設(shè)計(jì)的模具要能加工出來，主要從好加工，方便加工，節(jié)省加工時(shí)間提高加工效率等方面考慮。模具的拐角處以及底部為了方便CNC加工，增加模具強(qiáng)度避免模具應(yīng)力開裂，以及保護(hù)配模人員安全作業(yè)與增加模具外觀美觀，都需要設(shè)計(jì)R角。

目前CNC的刀具加工極限見表1－1，其它的R以加工槽深來確定，一般是刀具直徑的5倍。刀頭的直徑以D80記，需注意避空。刀具使用有效長度為刀具直徑的6倍，加長的如表1－1所示，但是不好加工。

在設(shè)定R角時(shí)盡量多，一個(gè)區(qū)域的R角盡量一致，減少刀具使用規(guī)格，一般CNC選擇刀具會(huì)根據(jù)加工區(qū)域最小的R角選擇小一號(hào)的刀具加工，設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)定的R角需要比所假定使用的刀具大一號(hào)，避免刀具發(fā)生彈刀現(xiàn)象的發(fā)生。

在汽車注塑模具設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)R角需要兼顧刀具加工極限，同時(shí)也需要保證工件有足夠的管位，避免不要倒了R角就不考慮管位，如斜頂與滑塊的頭部四周倒R就要避免斜頂頭管位少于10mm．另外，對(duì)于汽車儀表板與保險(xiǎn)杠等大中型模具，由于模具框特別深，普通機(jī)床無法加工，必須采用3＋2CNC與5軸CNC機(jī)床以及非標(biāo)刀具來滿足加工要求。

5 圓柱與凸臺(tái)

在汽車注塑件中，通常有很多通孔，一般這些孔有方形與圓形，也有異形孔，需要采用定動(dòng)模碰穿的方式成型。當(dāng)塑件有這種孔要成型時(shí)，圓柱與凸臺(tái)優(yōu)先放在定模，方便模具加工與皮紋，因?yàn)閳A柱與凸臺(tái)留在定模，皮紋不容易過界�？紤]到后續(xù)塑件會(huì)有更改，圓柱與凸臺(tái)需燒焊處理，由于模具定模不允許燒焊，這種情況下優(yōu)先將圓柱與凸臺(tái)留在動(dòng)模。

6 導(dǎo)鎖標(biāo)準(zhǔn)

導(dǎo)鎖俗稱定位面與圍邊。在汽車注塑模具設(shè)計(jì)中，模具的定位除了導(dǎo)柱，精定位與邊鎖外，還有模胚對(duì)插鎖緊定位，俗稱圍邊與導(dǎo)鎖。這種四面圍邊的方式在汽車注塑模具設(shè)計(jì)中應(yīng)用廣泛，導(dǎo)鎖的主要作用是用來保證模具的強(qiáng)度與加強(qiáng)模具定位的。導(dǎo)鎖在汽車中大型模具設(shè)計(jì)中應(yīng)用廣泛，設(shè)計(jì)了導(dǎo)鎖的模具，分型面不需要做虎口（分型面管位）。

7 基準(zhǔn)角

基準(zhǔn)邊是指加工與測(cè)量碰數(shù)的起始邊，基準(zhǔn)角位于模具基準(zhǔn)邊的角落，主要起尺寸碰數(shù)的作用，這是模具設(shè)計(jì)與加工最重要的依據(jù)�；鶞�(zhǔn)的符號(hào)類似于木匠的角尺，在注塑模具中，產(chǎn)品基準(zhǔn)，模胚基準(zhǔn)，模仁基準(zhǔn)，俗稱三基準(zhǔn)，這三個(gè)基準(zhǔn)特別重要，不得有錯(cuò)，否則會(huì)導(dǎo)致模具報(bào)廢。為了方便加工與維修，模具必須設(shè)計(jì)基準(zhǔn)�；鶞�(zhǔn)通常包括一次加工基準(zhǔn)與二次加工基準(zhǔn)，一次加工基準(zhǔn)主要為了模具制造新模時(shí)用，二次加工后此基準(zhǔn)會(huì)被加工掉。二次加工基準(zhǔn)主要是為了后期的修改模具使用，是用來修改模具而設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)。

8 汽車儀表板注塑模具�？蛞�求

汽車儀表板注塑模具是大型．復(fù)雜．長壽命注塑模具的典型實(shí)例。汽車儀表板注塑模具定動(dòng)模為了方便加工與設(shè)計(jì)，一般采用整體式結(jié)構(gòu)。但有些汽車儀表板定模采用整體式結(jié)構(gòu)，動(dòng)模采用分體式結(jié)構(gòu)，具體根據(jù)客戶要求與公司要求而定，因模制宜，不拘一格。

9 型腔結(jié)構(gòu)相同或?qū)ΨQ的模具設(shè)計(jì)

型腔結(jié)構(gòu)相同或?qū)ΨQ的模具，塑件排位采用1＋1的方式，是屬于左右鏡像關(guān)系的塑件。所謂鏡像，打個(gè)比喻就如同人的左右手與人照在鏡子里的影像，這種關(guān)系就屬于鏡像關(guān)系。在汽車注塑模具設(shè)計(jì)中，一般塑件模具的排位方式，大多采用1＊1與1＋1，采用1＊1排位方式的如汽車門板（單門板），副儀表板，儀表板，保險(xiǎn)杠等。采用1＋1排位方式的如左右車燈，左右門板（雙門版），左右擋泥板，左右后視鏡等，汽車塑件由于大多為中大型件，因此這兩種排位方式占了汽車注塑模具80％以上。

10加強(qiáng)筋標(biāo)準(zhǔn)

加強(qiáng)筋俗稱骨位或筋位，主要起加強(qiáng)與支撐的作用。在汽車注塑件設(shè)計(jì)中，加強(qiáng)筋一般設(shè)計(jì)在塑件的內(nèi)側(cè)面，對(duì)于內(nèi)部功能件，塑件外側(cè)面也有加強(qiáng)筋。加強(qiáng)筋的作用是提高塑件的剛性，有時(shí)還用于裝配和改善熔體流動(dòng)。成型加強(qiáng)筋的模具容易困氣，加工也較困難。在汽車內(nèi)外飾設(shè)計(jì)中，加強(qiáng)筋的厚度尺寸一般取塑件主壁厚的1／3，即加強(qiáng)筋大端尺寸保證在0．9mm，塑件小端尺寸保證在0．7mm，因?yàn)樗芗�加�?qiáng)筋太厚，塑件外觀易縮水，影響塑件外觀，加強(qiáng)筋太薄不利于注塑成型，走膠困難，加強(qiáng)筋易缺膠。加強(qiáng)筋的深度也不宜過深，當(dāng)加強(qiáng)筋深度內(nèi)飾件超過10mm時(shí)就需做鑲件，外飾件加強(qiáng)筋深度超過8mm時(shí)就需做鑲件，否則會(huì)造成塑件排氣困難，燒焦等現(xiàn)象發(fā)生。