汽车拉线接头塑件成型与脱模难题，滑块抽芯机构如何解决？

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电缆接头塑件是汽车线束系统的重要组成部分，也是关键的装配部件。由于设备内部零件装配固定的需要，塑件顶面设计了2个螺孔，头部设计了4个扣合结构，增加了成型难度。本案通过设置不同类型的滑块抽芯机构解决了塑件成型脱模的难题。

01

塑件结构工艺分析

图1所示汽车电缆接头的塑料材料为PA66+GF30(品牌：日本东丽CM3001G-30)，此材料的密度为1.37g/cm3，收缩率为0.4%~0.8%，模具成型温度范围为80～100℃，熔体温度范围为260～310℃，具有优良的耐磨性、阻燃性、自润滑性，机械强度高，但吸水率较大，因此标准稳定性较差，用途广泛，是一种应用广泛的热塑性工程塑料，用于制造机械、汽车、化工和电器设备的零部件。

图1 汽车线缆连接器

塑件尺寸为293.4mm×33mm×54mm，平均壁厚3.0mm，最厚处为5.6mm在螺口处。塑件成型后表面应光亮，无毛刺，无扣件损伤，卡位应平整。考虑到模具量产时的结构稳定性和降低模具成本，图1中扣件1、扣件2在前模侧，将采用弹簧式前模滑块成型；扣件3～扣件6将采用常规后模滑块抽芯法成型。

02

模具设计要点

浇注系统设计

由于模具型腔的布置与浇注系统的布置有密切的关系，因此模具设计为一模两腔，同时考虑到塑件的生产批量、外形尺寸及注射能力。为了满足型芯结构、大批量生产及特定的模具结构与布置的需要，设计如图2所示的冷流道大浇口侧浇口、一点注射(一个产品一点注射)的浇注系统。主流道入口直径为3mm；流道采用常见的圆形截面流道，直径为8mm，浇口端面尺寸为10mm×1.0mm。开模时，浇注系统的凝料随产品移动，然后通过二次修边将浇口去除。

图2 型腔布局和浇注系统

成型零件设计

成型零件主要有前模仁、后模仁、滑块、顶杆等。此模具为分体设计，即前模仁与后模仁为镶嵌式，前模仁与后模仁组成塑件主体。滑块组成扣件部分；顶杆仅起顶出排气作用。分模采用UG12的模具设计模块，最终分模、前后模仁细节如图3所示。

图3 成型件分型图

根据塑件材质、生产批次、用途及表面要求，前后模芯采用德国布德鲁斯热作模具钢1.2344，出厂硬度为229HB，该钢经电渣重熔，材质均匀，硬度高，具有良好的渗透性，机械加工性能、抛光性能优良，具有较高的韧性和塑性，具有良好的高低温耐磨性、高温抗疲劳性和耐热性，热处理淬火后硬度可达52~56HRC。Grizz H13热作模具钢淬透性高，热处理变形率小，具有良好的韧性、耐磨性、切削性能，抗热裂性能优良，这种材料可以保证滑块的耐磨性。顶杆采用SKD61热作模具钢，这是一种强度高、切削性能好、韧性高、耐磨性优良的钢，这种材料可以使顶杆具有较高的强度、高的韧性和高的耐磨性。

总体布局及结构设计

根据汽车电缆连接器的外形结构，采用简化的三板冷流道卧式模具结构，设计的模具整体结构如图4所示。

图4 模具外观结构3D图

前模滑块抽芯结构主要由滑块、斜导柱、铲机、滑块及弹簧组成，如图5所示。滑块固定在前模芯上，斜导柱固定在铲机上，铲机固定在上固定板上，滑块限位在滑块压块与前模芯之间，弹簧限位在滑块与前模芯之间。

图5 前模滑块结构3D图

后模滑块（由于几种后模滑块结构类似，这里只讨论其中一种后模滑块结构）抽芯结构主要由斜导柱、铲子、耐磨块、后模滑块、限位块、滚珠丝杠及滑块组成，如图6所示，斜导柱固定在铲子内，铲子固定在A板上，耐磨块固定在后模滑块上，后模滑块在滑块、限位块、滚珠丝杠、后模芯及B板之间限位移动，限位块及滚珠丝杠固定在B板上，滑块固定在后模芯及B板上。

图6 后模滑块结构3D图

其他系统设计

1. 制导定位系统设计

由于汽车电缆连接器为异形塑件，模具结构复杂，为保证产品的装配公差要求，也为保证模具长期使用后锁模准确及维护方便，本模具设计了由导柱、导套及模仁源体5°钳口组成的导向定位组合系统如图7所示，不仅可以实现模具在运行过程中的快速、准确导向，还可以防止模具在长期生产后因磨损而产生的错位。

图7 制导定位结构示意图

2.排气系统设计

模具利用分型面、顶出孔、滑块与模芯、滑块与滑块间隙来排出空气。

3.冷却系统设计

为了保证模具在使用过程中温度始终处于生产工艺所规定的温度范围内，本模具在A板、前模仁、后模仁、B板上采用循环冷却水路布局，此模具冷却系统可保证型腔各部位冷却均匀，成型周期短，塑件表面质量高。

03

模具工作流程

模具使用时，先拆除锁紧模块，再将模具冷却系统连接至外部冷却源。

（1）开模时。在模具注塑机的开模力和弹簧33的弹力作用下，图8中上固定板1与A板2分离（注：A板2与B板14之间由尼龙塞35分离），上固定板1带动铲刀39与前模滑块40分离，此时前模滑块40在斜导柱38对铲刀39的推力和弹簧41的弹力作用下，沿滑块30向后移动抽芯，在滑块30的限位块的限位下完成预定的抽芯距离；继续开模，在限位螺钉34的限位下完成上固定板1与A板2的连续开模。在注塑机的强力推动下，尼龙胶塞35暂时失去黏附力，A板2与B板14开始分离，铲刀6、27也随A板2移动，使后模滑块8、28分离，固定在铲刀6上的斜导柱5使后模滑块8沿滑块压块31向后移动，直到处于滚珠丝杠11与限位块9之间的位置，在预定的抽芯距离的限制下完成抽芯（同时后模滑块28也在铲刀27上的T型槽拉力作用及滚珠丝杠11的限制下完成抽芯动作），直至到达注塑机设定的预定位置，模具打开。接着注塑机顶杆将下顶板19向上推，固定在顶板18、19上的扁顶针17和圆顶针29随之而动，将塑件26向上推；回位销42上的弹簧43压住顶针43，将顶针17和圆顶针29压住顶针42，将塑件26向上推；塑件26在输出力的作用下被向上压缩；继续顶出，直至在限位块44的限制下顶出完成，然后将塑件26取出。

图8 汽车电缆连接器模具剖面结构

（2）合模时。在开模状态，注塑机上的顶杆缩回，处于压缩状态的弹簧43释放回弹，顶板18、19跟随而返回原位，带动固定在其上的平顶销17、圆顶销29、回位销42等部件返回原位；在注塑机锁模力的作用下，后模部分后退，后模滑块8在斜导柱5的推力作用下开始压紧滚珠丝杠11并向前运动返回原位（同时，后模滑块28也在铲刀27上的T型槽推力作用下开始压紧滚珠丝杠11并向前运动返回原位）；继续合模，直至弹簧43释放并回位，B板14上的平衡块37开始与A板2端面接触并闭合(与此同时后模芯12开始与前模芯4分型面接触并闭合)，直至分型面闭合(后模滑块8、28也同时返回原位)。继续合模，释放状态的弹簧33开始压缩，前模滑块40在斜导柱38的推力作用下开始压缩弹簧41向前移动并返回；继续合模，直至压缩后的弹簧33返回原位，A板2与上固定板1端面完全闭合(尼龙胶塞35与前模滑块40也同时返回原位)。

04

综上所述

通过对汽车电缆连接器塑件结构的分析，综合考虑浇口位置、批量生产、模具布置要求等，提出采用冷流道大浇口侧浇口一点注胶（一品一点注胶）的方案。在利用UG、CAD进行模具设计时，完成了模具分型面、型腔、型芯结构、导向定位机构、侧向分型顶出、复位机构、冷却系统、气路系统等的设计，重点阐述了汽车电缆连接器注塑模的特点、重点和难点。在此过程中，采用由导柱、导套、模芯5°钳口组成的导向定位组合系统，采用带弹簧板的前模滑块，后模滑块借助斜导柱或T型槽铲的力驱动，完成侧向抽芯，注塑模结构采用平顶针和圆顶针组合顶出注塑件等，以提高塑件成型质量。

本案例实用性强，解决了产品内部不同位置多个扣具的限制，提高了产品的设计想象力，既可以降低量产过程中的不良率，又可以节省模具成本。经生产实践检验，模具结构简单合理，生产出来的塑料产品符合设计要求。

结尾