汽车LED导光条灯具注射模设计
赖小强，刘荣晨
（宁海金辉模塑有限公司，浙江宁海315000）
关键词：汽车LED导光条灯具；注射模；结构设计
中图分类号：TQ320.66文献标识码：B
DOI：10.12147/jki.1671-3508.2023.07.009
Design of Injection Mold for the Light Guide Lamp of Automobile
Lai Xiaoqiang，Liu Rongchen
（Ninghai Jinhui Molding Co.,Ltd.，Ninghai，Zhejiang315000，CHN）【Abstract】For the led light guide lamp of automobile，analysis the structure and technological requirements of the plastic parts,intr
oduces in detail the mold type face plan design,mold structure design,mold casting system design,which could provide reference for the designs of similar injection mold．
Key words：the LED light guide lamp of automobile；injection mold；mechanism design
1光学导管塑件结构及工艺分析
1.1光学导管塑件介绍
汽车光学导管车灯塑件如图1所示，该塑件整体外协尺寸较大为317.4×166×294.5mm，直径为ϕ6mm。其外表透明，光导背面设计一系列复杂精细的光导花纹齿，使光线在光导管中传输的同时，能够保证光导管整体的出光均匀，从而实现照明以及点灯一致性。同时，该塑件也是日行安全照明重要部件，是汽车日行安全光灯。且此类塑件外观质量方面和光学配光方面需要达到技术要求，特别是光学配光按国家安规标准，对与这些技术和安规标准来设计精密高光模具。
图1汽车光学导管车灯塑件1.2光学导管塑件工艺分析
该塑件采用（聚碳酸酯）聚酯类（高温PC）材料，材料收缩率为0.7％，塑件单件质量为20g，成型工艺采用精密注射成型。此材料的注射成型工艺条件是：溶体温度260℃~300℃，模具温度80℃~110℃，注射压力50~ 150MPa。此塑件采用管道结构，弧长较长，高温PC材料流动性不好，注射成型压力较大等
因素，需要注射成型设备采用小螺杆精密注塑机，储料位置要求精准，以避免塑件发黄、透明度不清晰等注射不良问题。对于注射模的设计制作要求精度高、成型动作稳定可靠，浇口分布合理，排气良好，这些因素直接影响了成型质量。2开模方案的选择
光导塑件的分型线的确认需要按塑件的形状、结构、尺寸要求、及其主出模方向和各倒扣机构出模方向设计、浇注系统设计、镶件位置形状来；分型线选择需要考虑好低成本加工工艺，尽可能直接数控加工，因此，分型线的选择既要满足加工要求和塑件外观质量要求，且要满足装配要求，所以，选择合理的分型线方案是确保塑件的外观质量和装配结构要求，还可以
光齿要求R0.05166
3
1
7
.
4
294.5
节约加工成本和装配效率，提升了模具质量。
在量产方面机械手自动取件，要充分考虑好各机构不能与机械手取件干涉，提前布局设计，免得后期整改。分型面如图2所示。此模具选最优的分型线出模方案，必须保证塑件开模时留在动模侧；按客户要求达到塑件顺利脱模取件，既满足了塑件的外观质量要求，又保证塑件的的尺寸公差要求，同时有利于排气；便于模具塑件的制造。
图2分型面选择
3模具整体布局设计
3.1模架标准
此模具采用德国HASCO标准设计模架，经计算、分析、型腔尺寸及位置尺寸确定模架的结构形式如图3所示，规格为CI8090A375B375C150，模具外形尺寸为：1,080×900×950mm，其中：动、定模板采用P20材料。
图3模架
3.2主体零件设计
3.2.1定模侧结构设计
定模型腔镶件是塑件主外观的模具零件。由于该塑件外表面由管道曲面构成，从塑件的外观质量和功能要求，型腔镶件材料选择需要满足防腐蚀，搞纯度，能做镜面的材料，所以选用1.2343ESR（46~48 HRC）镶材料制成，表面高光镜面处理。热嘴2进浇位置，设计冷却镶件，热嘴1设计成冷却热嘴，控制温度，防进浇口拉丝。如图4所示。
图4型腔结构及热嘴选择
3.2.2动模侧结构设计
动模侧是成型塑件表面和结构的主要零件。一般是分为原身留和拼镶件两种类型。由于该塑件表面要求高，高光处理，采用1.2343ESR（46~48HRC）热作模具钢，该钢材经电渣重溶，抛光性能好，耐腐蚀。所以，动模侧设计选择拼镶件的结构，如图5所示，图6动模侧设计的机构是：4个外滑块、2个1°顶出斜顶块、2个大光学齿镶块和2个大直顶这些机构在动模板拼装在一起完成整个动模侧。
图5型芯结构图6型芯及顶出结构
考虑进光源的端面平面度要求极高，所以，该部件成型零件设计精密镶件结构，后续机加工采用精密磨床进行磨削，既保证塑件精度，又方便后续加工。3.2.3顶出机构设计
顶出机构设计要求，满足出模时塑件不变形，不粘模，无顶伤塑件质量要求，其设计的合理性直接影响模具的可靠性和寿命，对塑件质量和生产效率同样影响。此模具整体的顶出机构设计如图7所示，设计了组合的顶出机构，强力的氮气弹簧复位机构。针对此类光导灯具模具在模具顶出后，
取件脱模困难问1
2
直顶
汽车灯具
斜顶
光学齿
镶件
滑块
题，因此，光导塑件模具采用复合顶块顶出脱模机构，即两侧是一边是斜顶块，另一边是直顶块的复合顶出机构，顶出斜顶块脱离管道半径1mm 动作时，而直顶还在顶主塑件，这样就可以机械手取件。
图7脱模机构
4浇口位置选择
根据塑件结构特点和材料成型特性要求，通过应
用MoldFlow 软件进行模拟分析。如图8所示，由于塑件是圆形条状，为了全部充满，采用1点针阀式热流道侧面进浇方式，设计9×2mm 侧浇口。浇口处设计一个凸台，有利于修剪浇口，不影响塑件外观，如图9所示。模流分析压力在70.1MPa ，工艺可靠。
图8进浇方式
图9浇口结构
5
模具结构及其工作过程
此模具是二板模，定模侧和动模侧都是拼镶装配
而成，是为了后期维护方便。图10所示是此光导零件注射模的装配图。模具工作过程为：该模具安装在专业小螺杆注塑机上，注射成型固化完成后开模，动模侧打开，滑块同步开模，然后由注塑机顶杆顶住模具顶杆垫板9，由于注塑机的顶出力的作用，模具开始顶出顶杆固定板8、顶杆垫板9与固定在此的斜顶，直顶同步运动，顶出行程25mm ，受到顶出限位柱作用顶住动模板底面，使顶杆板停止运动，此时所有斜顶块均已完成脱模，机械手取件，注塑机顶杆复位，顶杆板受到氮气弹簧11作用下完成复位，进入下一注射成型周期。
图10模具结构
1.定模座板
2.定模板
3.型芯
4.氮气弹簧5、8.斜顶
6、7.直顶
9.顶杆垫板
10.顶杆固定板
11.型腔6结语
经注射成型过程的模拟分析，选择正确的浇口位置
和可靠机构设计。通过批量生产验证，此模具拼镶机构和脱模机构斜顶，直顶相结合的组合动作是安全可靠的，且塑件外观质量达到A 级，模具机构安全可靠，对于汽车光导灯具类的模具设计是一种可以借鉴的成功案例。
参考文
献
[1]《塑料模设计手册》编写组.塑料模设计手册[M].北京：机械工业出版社，2002.[2]
张国强.注射模设计与生产应用[M].北京：化学工业出版
社，2005.
[3]陈志刚.塑料模具设计[M].北京：机械工业出版社，2002.
第一作者简介：赖小强，男，1976年生，汉族，广东
英德人，获得国家专利发明3项，主持和参与市级科研项目，并获得多项精模奖。现任宁海金辉模塑有限公司设计总监，从事精密注塑模具的设计制造技术的研究。
（收稿日期：2023-03-29
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