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1汽车格栅结构分析1.1结构特征汽车格栅外形尺寸为mm×mm×mm，如图1所示，成型时不允许存在斑点、浇口痕迹、收缩凹陷、熔接痕和飞边等缺陷。格栅呈块状式布局，格栅之间连接筋强度弱，格栅筋细小、多且深，最深达52mm，充填困难。此外格栅倒扣多，模具设计时脱模机构与推出机构密集。1.2模具设计难点（1）浇注系统设计。汽车格栅属于外观件，表面质量要求高，受其结构限制如网格多，熔体充填流动性差，如何通过浇注系统设计有效控制熔接痕的位置较为关键。（2）推出系统设计。为使熔接痕不在塑件外观面，在直推块的侧面设置浇口，增加了推出系统的设计难度。推出机构的设计影响塑件的成型质量，如果其设计不合理，会导致成型塑件出现翘曲变形、裂纹和推杆印等缺陷。（3）冷却系统设计。塑件高度落差大，且筋细小、多而深，精度要求高，导致设计的模具结构复杂，如何通过冷却系统有效控制塑件变形也是模具的设计要点。1.3格栅材料选择格栅属外观件，有耐候性要求，表面处理为喷漆，成型材料使用性能较好的ABS（丙烯腈（A）-丁二烯（B）-苯乙烯（S）的三元共聚物），其综合了3种组分的性能，丙烯腈具有高的硬度和强度、耐热性和耐腐蚀性，丁二烯具有抗冲击性和韧性，苯乙烯具有表面高光泽性、易着色性和易加工性。上述特性使ABS塑料成为一种“质坚、性韧、刚性大”的热塑性塑料。2模具设计方案模具采用热流道浇注系统，19个针阀式热喷嘴由顺序阀控制进料，熔体依次通过普通流道浇口进入型腔。待成型塑件内、外侧面共有32个倒扣，采用滑块和斜推块抽芯结构脱模。模具外形尺寸为mm×mm×mm，总质量约kg，属于大型注射模。2.1模具分型由于格栅尺寸大且结构复杂，基于其结构特点和材料，模具采用1模1腔布局。分型面设计时尽可能考虑减少和降低上、下模的研配以降低加工难度，分型面不能产生飞边，同时要有利于型腔排气。2.2浇注方案设计模具浇注系统采用“热流道+普通流道”进料，如图2所示。其中热流道系统包括热流道板和19个针阀式热喷嘴，针阀式热喷嘴由顺序阀控制，根据塑件形状和尺寸依次开启，布置的浇口位置应使料流沿着主体方向流动，将熔接痕移至成型塑件非外观面上。热喷嘴数量多且密集，为防止塑件产生飞边，热流道分流板上需设计多个支撑柱。成型塑件时有9个浇口是由设置在块状格栅之间的直推块侧壁流道转入，该直推块设计成二次顶出，第2次是通过周围的直推块将塑件和流道凝料一起顶出，流道由于凝料要强制脱模，流道的脱模角度要适当，且流道侧面R角要足够大，以防止塑件产生拉白缺陷。2.3冷却系统设计模具温度控制系统设计的好坏对成型周期与塑件成型质量影响较大，冷却水路设计原则之一是各处距型腔壁面的距离大致相等，以达到型腔各处温度大致均衡。该模具的温度控制系统采用了“直通式水管+倾斜式水管+水井”的组合形式，其优点是使塑件冷却均匀、成型周期短、成型质量高，适用于外观性能要求高的塑件。格栅局部细高形状采用镶拼结构成型，使用高导热钢单独冷却。上、下模水路冷却充分，每条水路到型腔壁面的距离要相近，每组水路长度相近且水路长度不超过2m，如图3、图4所示，落差大的区域设计双层水路或水井，尽可能达到随形冷却，上、下模进出水温度控制在5℃内。热喷嘴处单独设置冷却水路，不与其他水路串联，这有利于热喷嘴区域散热。2.4脱模方式格栅倒扣格栅倒扣位置在周圈上，卡扣特征结构简单、倒扣量少，根据条件可采用滑块和斜推块脱模。2.5推出系统设计推出系统的形式与塑件的形状、结构和塑料性能有关，根据推出力和脱模阻力进行推出类型、推出零件数量和推出位置的设计。推出力平衡确保塑件不变形、不破损，推出时顺滑、平稳可靠。模具采用推杆和直推块推出，设计难点在于直推块上流道凝料、塑件装配骨位和异形结构的推出。

2.5.1推块上流道凝料的推出

为避免塑件外观表面有为避免塑件外观表面有浇口痕迹，在直推块的侧面设置流道和侧浇口。流道凝料在直推块槽内类似于倒扣形状，一次推出时通过大推块将流道凝料从下模推出，二次推出时通过周围的小推块将塑件和流道凝料一起推出，流道凝料由于要强制脱模，流道倒扣面需要设计一段平滑过渡面。2.5.2装配骨位的推出塑件有较多装配塑件有较多装配骨位，高度为10~15mm，同时格栅条是通过连接筋连接，所以每个骨位上均因为格栅条是通过连接筋连接，所以每个骨位上均需设置推出机构，这样既方便塑件脱模又可以改善排气和降低充填压力。2.5.3异形胶位面的推出异形胶位面主要为异形胶位面主要为塑件的深骨位处和块状格栅联接筋处，这2个位置都要以侧面包紧力同一个方向为原则设计直推块，防止塑件推出后机械手抓方向为原则设计直推块，防止塑件推出后机械手抓取困难，如图5所示。2.5.4推出过程模具采用二次推出机构，如图6所示，驱动方式压缸+锁模器。液压缸活塞杆直接驱动二次推板，通过锁模器带动一次推板，一次推出行程为80mm，将直推块上的侧流道凝料推出分型面，二次推出行程为50mm，将直推块上的流道凝料强制脱模，直推块同时将塑件一同推出。由于模具长度尺寸较大，液压缸间距大，第1次块内设有二次推块，而一次直推块上的流道凝料为倒扣形式，由于ABS的硬脆特性，推出过程中需注意以下2点：①模具设计了专用卡轮式锁模器4套）、插销式锁模器（4套）和氮气弹簧（6个），如图7所示，保证第1次推出机构和第2次推出机构同4套）、插销式锁模器（4套）和氮气弹簧（6个），如图7所示，保证第1次推出机构和第2次推出机构同步，防止二次推出高于一次推出，避免塑件出现推出缺陷；②模具推出机构布局密集，需要保证推板有足够强度，防止推出过程中塑件变形。2.6排气槽设计排气槽的作排气槽的作用是在注射熔融塑料时排出型腔内的空气和塑料在加热过程中产生的各种气体。排气槽设计时应防止熔融塑料溢入槽内堵塞排气，排气槽可设置在分型面、料流末端、推杆、镶针与镶件处。模具分型面上设计宽8mm、深1mm的U形集气槽，离型腔5mm处开0.~0.02mm深的排气槽。每个格栅网格的分型面均设置避空+排气槽，由排气孔将气体排出。镶件、推块、流道推块、镶针等非分型面困气部位均需开排气槽，如图8所示。3模具工作过程（1）注射。熔体经热流道由进入模具型腔（2点）；熔体经热流道进入普通流道再由侧浇口进入模具型腔（8点）；熔体经热流道由上模进入下模直推块内的流道，再从侧浇口进入模上模进入下模直推块内的流道，再从侧浇口进入模具型腔（9点）。熔体充满型腔后，经保压、冷却和固化。（2）开模。在注塑机的作用下模具从分型面处，塑件留在下模。（3）推出。氮气弹簧与液压缸活塞杆直接驱动二次推板，通过锁模器带动一次推板运动80mm，将直推块上的侧流道凝料推出分型面。液压缸活塞直推块上的侧流道凝料推出分型面。液压缸活塞杆继续推出50mm，将直推块内流道凝料强制脱模，同时将塑件一同推出，机械手取件。（4）合模。二次推出机构与一次推出机构复模具闭合，等待下一个注射循环。

▍原文作者:伍世锋，廖思干，李芳

▍作者单位：深圳市银宝山新科技股份有限公司

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