一种汽车外饰双零件注塑模具设计与研究

AUTOMOBILE DESIGN | 汽车设计

一种汽车外饰双零件注塑模具设计与研究

谭克京　高凯　滕伟　覃宽树

柳州五菱汽车工业有限公司广西柳州市 545007

摘要：以某车型汽车双前大灯装饰盖为例，通过对零件结构进行改进、优化，相应注塑模具结构进行改进，采用合理的模具结构设计方案，提出了倒装双注塑模具新方案，从而解决了该零件可以实现双注塑生产。关键词：汽车零件　外饰件　双注塑模具　模具设计

1　引言

汽车零件的外观感知质量直接影响到消费者对汽车的评价，零件的造型、零件间匹配的间隙、段差是评价外观质量的直接因素，因此，整车开发前期，对汽车各零部件DTS （Design Tolerance Specification即设计公差规范）的要求有专门的要求，汽车外饰件的DTS是检验开发感知质量的第一标准；以往开发经验，因前蒙皮总成与前大灯的配合区域为硬质塑料，设计保留一定的间隙要求，现某车型前蒙皮总成中，其子零件前大灯装饰盖与前大灯的配合间隙理论上要求为零，经分析，为保证间隙要求，前大灯装饰盖需设计为双零件，主体材料为硬质材料，其与前大灯贴合位置采用软质材料，以达到零贴合的装配间隙要求，

从而使得产品在外观品质与结构性能上结合互补，表现出卓越的综合性能[2]。

普通双模第一射零件在后模侧，零件外观要求为光板件（或高光件），且零件外观面在二次合模时不作为封胶面（即对插面）设计，否则会把零件外观面压伤压坏，现由于零件外观及造型设计要求，前大灯装饰盖外观要求为细皮纹，且封胶面为斜面外观面，如按普通双模的设计思路，零件外观不但被压坏，而且模具无法实现开模，因此，通过分析双注塑模结构特点，主要体现在复杂的浇注系统和抽芯结构等方面[1]，零件结构设计尤其是模具结构设计进行了必要的优化。2　零件设计及结构分析

2.1　零件结构设计

根据项目开发输入信息要求，前蒙皮总

成DTS要求前蒙皮与前照灯周圈间隙要求为

零，即前大灯装饰盖软胶部分与前照灯装配

间隙要求为零，前大灯装饰盖零件设计为双

零件，零件硬胶材料为ASA，软质材料为

TPV。

2.2　零件结构分析

前大灯装饰盖与前蒙皮主体通过卡扣卡

接方式装配，前大灯装饰盖设计为方孔，前

蒙皮主体对应位置设计卡扣，局部通过螺钉

配合螺母安装牢固。前大灯装饰盖零件

分高配及低配开发，高配增加前雷达传感器，

低配无前雷达传感器，高配与低配零件外轮

廓及与前蒙皮主体的安装方式一致，唯一的

区别为高配零件多了前雷达传感器安装孔，

零件外观及造型设计要求，前大灯装饰

盖外观要求为细皮纹，且封胶面为外观面。

零件的结构设计需结合考虑模具设计因素，

保证A面造型不变的前提下，零件脱模方向、

脱模角度，B面结构是否存在缩印、欠注等

潜在风险，开发前期需要讨论分析。

3　注塑模具设计及机构分析

3.1　注塑模具设计分析

常规双模结构，后模侧胶位相同，前

模侧胶位不同，模具设计时，通过两个相同

的后模旋转180度配合两个不同的前模仁来

实现双注塑。

由下图1零件剖视图结构分析得出，大

灯装饰盖零件外观侧胶位相同，非外观侧胶

位不同，与常规双模结构原理刚好相反；

大灯装饰盖零件也无法通过后模设计滑块上

下运动实现软胶注塑。零件卡扣分布较多，

模具结构相应比较复杂。

图1　零件剖视图

由于上述的技术难点，零件结构的特殊

性，如按常规双模设计，第一射零件在后

模（凸模）侧，二次合模会把零件外观面压

伤；优化设计方案：第一射利用后模顶出、

前模斜顶压住及后模斜顶搭接的流道把零件

固定在前模侧（外观面侧，即凹模侧），同时，

硬胶侧预留2mm光面封胶，可避免二次合模

压伤零件外观面，因此，该零件采用倒装双

模方案。

模具倒装模设计，模具凸模为定模，模

具凹模为动模，按双注塑模具基本原则：

硬胶做1次注塑，软胶做2次注塑；模具外

接外围设计前需确认注塑机台参数信息，模

具硬胶、软胶的浇口套间距（模具定位中心

距)符合注塑机炮嘴间距，模具定位圈、旋转

半径及模具厚度等需与注塑机参数要求吻合，

Design and Research of Double Injection Mold for Automobile Exterior Parts

Tan Kejing　Gao Kai　Teng Wei　Qin Kuanshu

Abstract： T aking the decorative cover of a car's two-color headlight as an example, For the part structure is improved and optimized, and the corresponding injection mold structure is improved. And the reasonable mold structure design scheme is adopted. A new scheme of ﬂ ip-ﬂ op double injection mold is put forward, which solves the problem that the part can be produced by double injection mold.

Key words：automobile parts, exterior parts, double injection mold, mold design

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码模槽设计在操作侧及非操作侧。

3.1.1　注塑模具前模设计

前大灯装饰盖双注塑模具为倒装模设计，选择中心及对称基准为中间位置的基准点，见图3示；模具前模即为凸模，亦可称为定模。

硬胶侧的设计方案：零件B 面设计有Doghouse 结构，模具相应需要设计斜顶，第一射硬胶完成后，模具开模瞬间，需要保证前模斜顶同步顶出，否则零件因为不同步会被拉断或拉裂，为保证顶出行程一致，模具需要设计机械拉钩及氮气弹簧辅助前模顶针板顶出，后模具拉钩通过定位销及键槽固定在固定板上，随模具一起移动；前模拉钩通过定位销及键槽固定在顶针板上，开模起始的同时通过拉钩机械拉出及氮气弹簧辅助顶出带动前模顶针板滑动，前模拉钩内有自锁及解锁结构，当机械拉钩拉出一定距离（80mm，前模侧的斜顶与零件脱离）后，前模拉钩钩驱动锁体内滑块向内侧滑动，后模拉钩与锁体的内滑块解锁脱离，前模顶针板没有机械拉力（此时的顶出距离与氮气弹簧

顶出行程刚好一致）而停止移动，模具继续开模动作直至后模完成开模行程，完成硬胶注塑成型，模具

结构图如下图2、图3示意。软胶侧的设计方案因B 面没有复杂结构，无顶针板，软胶注塑完成后正常开模即可。

3.1.2　注塑模具后模设计

双注塑模具倒装模设计，后模亦称凹模、动模，双模后模侧顶针板排布与零件排布一致，相互独立，180度旋转对称，见下图4示。

根据根据零件在模具中的倒装结构，零件设计多个斜顶结构；在进行第一射（硬胶）的时候，后模侧顶针板是不动的，斜顶可牢牢的将零件牢固在凹模侧，零件没有相对位移也就没有产生挤压而影响外观质量，完成第二射（软胶）后，模具开模，通过注塑机顶杆作用在模具顶针板顶出，顶针板带动斜顶、顶针推动零件及浇口料顶出脱模，斜顶同时脱离零件，机械人（或机械手）取件后，注塑机顶杆回位的同时模具顶针板在复位氮气弹簧的作用下完成复位，动模侧在注塑机转盘的带动下完成180旋转，同时，前模硬

胶侧顶针板由油缸驱动复位，注塑机带动后模前移开始合模动作，开始下一周期循环注塑生产。

1.顶针板

2.复位氮气弹簧

3.万向滑座斜顶

图4　后模顶针板正/

背面设计图

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4　倒装双注塑模具关键结构说明

4.1　拉钩的关键结构

硬胶注塑完成后脱模，前模斜顶顶出要求与后模同步，后模拉钩及前模拉钩结构设计起到关键作用，该拉钩机构各部件的设计加工、配合精度要求及材料强度要求比较高，其运动过程是否顺畅直接影响零件脱模质量及模具寿命，拉钩结构设计在在天侧及地侧，天侧及地侧各布置两个拉钩机构，天侧与地侧对称，下图5。

图

5　拉钩结构

123

1.锁体机构

2.前模拉钩

3.后模拉钩

4.2　注塑零件关键锁紧说明

为保证零件外观质量，模具设计为倒装双模，零件周边的卡扣孔需按斜顶脱模方向设计脱模角，第一射硬胶的过程，后模侧的斜顶一直靠拉零件，零件相对是固定在模具上的，利用周圈斜顶压住零件，让零件留在前模侧（外观面侧）如下图6所示。

图2　模具前模设计图

1.硬胶侧

2.中心基准

3.软胶侧

4.顶针板

5.机械拉钩机构

6.复位油缸

7.热流道

1.硬胶顶针板

2.硬胶浇口

3.硬胶侧

4.硬胶顶出机构

5.软胶侧

6.软胶浇口

7.软胶热流道

8.定位圈

9.硬胶热流道 10.氮气弹簧

图3　模具前模顶出及浇注设计图

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图6　零件与凹模横截面图

1.模具凹模

2.零件

3.斜顶

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4.3　模具整体动作说明

综合上述基本信息，双模周期循环按如下步骤进行：

第一步：合模后，油缸回位，硬胶、软胶开始注射；

第二步：前、后模开模，在拉钩机构和氮气弹簧作用下拉动前模顶针板运动80mm。此步骤可确保零件顶出与脱模同步，零件不会被拉伤。后模继续开模（至拉钩旋转无干涉状态为止）；

第三步：软胶侧后模顶针板做机械顶出，取件；以此同时，硬胶侧油缸推动前模顶针板复位；

第四步：后模侧做180°旋转。

第五步：前、后模合模，重复第一步动作，循环此周期注塑生产。

5　结束语

双注塑模具采用旋转注塑模，旋转注塑模两个位置上的凸模/凹模要求尺寸、精度一致，且与凹模/凸模配合良好，利用双

注塑机上的机械顶出作为脱模机构，前大

灯装饰盖为汽车外饰零件，为保证零件装配

DTS及外观感知质量要求，从原来单注塑

改为双注塑，模具结构及零件结构进行了

大量优化，产品质量得到提高，通过不断开

发优化，总结经验，此后将有更多的外饰零

件采用双模生产注塑工艺，为了提升汽车

的档次，改善各种零件的功能性，使得双

注塑技术在汽车工业中大量使用[3]，未来汽车

整体外观质量不断提升。

参考文献：

[1]汪智勇．汽车通风器罩双注射成型工艺

的研究与实现 [J]．模具制造，2019，(5)：

39-43.

汽车外饰

[2]赵兴旺．浅析双高光注塑产品的成型工

艺和性能及在汽车行业中的应用[J]．时代

汽车，2019，（6）：115-116.

[3]韩国声．双注塑技术在汽车零件制造中

的应用[J]．内燃机与配件，2019，（5）：

95-97.

作者简介

谭克京：（1980—），男，广西横县人，学士学

位，工程师。主要研究方向：汽车零部

件及注塑模具设计开发。

其优缺点，我们在设计平面布置图时要坚持安全环保、简单化、流向合理、移动最短、有效利用面积、弹性的原则，并结合各布置形式的特点，进行平面布置图设计。下面分类介绍几种布置形式，以供参考选择。1）S 形布置：各工艺段水平排列，生产线呈S状分布。该布置特点：生产区域集中，生产线表面积较小，物流输送路径集中，不利于大件输送，高JPH下，对物流有压力，不利于外部排序；2)U形布置：生产线呈U型分布。该布置特点：生产区域相对集中；生产线表面积较大，物流较好；物流输送路径相对分散，可满足较高JPH；有利于外部直送，尤其是U型口位置；3)T 形布置：生产线呈T型分布。该布置特点：生产区域相对集中；生产线表面积较大，物流较好；物流输送路径相对分散，可满足较高JPH；有利于外部直送，尤其是T型的两个缺口位置；4）L形布置: 生产线呈L型分布。该布置特点：生

产区域相对集中；生产线表面积较大，物流较好；物流输送路径相对分散，可满足较高JPH；有利于外部直送，尤其是L缺口位置；5）其他异型布置：生产线呈十字、米字、扇形等形状分布。该布置特点：生产区域分散；生产线表面积较

大，利于物流直送；对总成供货，直送要求高；

可满足较高JPH的产能。

7　结束语

在开发纯电动乘用车总装生产线时，除

遵循上述基本步骤和方法外，还需综合考虑

生产企业的实际、汽车市场供需、采购成本、

维修成本、能源消耗等方面，同时需要技术

人员密切关注纯电动汽车追求科技感和时尚

感的特点，全景玻璃、旋转座椅、快速更换

电池机构、无线充电技术等将广泛应用，相

应总装工程技术也需做相应变化, 紧跟时代

科技发展步伐，不断创新应用新技术，方能

正确开发出一条高效、节能、实用的总装生

产线。

参考文献：

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汽车，1996，（06）：23-24.

[2]武林.乘用车“理想化”总装车间规划方案解

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