1 塑件結(jié)構(gòu)及成型工藝分析

        汽車(chē)JK把手塑件如圖1所示，外形尺寸73.28mm×45.6mm×34.5mm，對(duì)強(qiáng)度、硬度、抗沖擊性和耐磨性有較高的要求。圖1中K表面是塑件重要的外觀(guān)面，不允許有氣紋、縮痕、飛邊、浮纖、燒焦、熔接痕、光亮帶等缺陷，表面皮紋不能有人為因素導(dǎo)致的劃痕及碰傷；精度要求較高的尺寸有寬度（45.6±0.1）mm、開(kāi)口銷(xiāo)孔?（4.0±0.1）mm和拉線(xiàn)孔?（6.2±0.1）mm，后二者若采用側(cè)向分型，則須保證模具抽芯機(jī)構(gòu)的精度。
        為滿(mǎn)足塑件的性能和精度要求，采用玻璃纖維增強(qiáng)尼龍塑料，材料牌號(hào)為70G33HS1L，主要成分是PA66樹(shù)脂和含量在33％～34％的玻璃纖維。加入玻璃纖維后的PA66，具有更好的力學(xué)性能，尤其是強(qiáng)度和耐磨性大幅提高，而且可以將收縮率降低至0.2%～1%，有利于改善塑件的尺寸穩(wěn)定性。不足之處是熔體因熔融黏度增大而流動(dòng)性降低，出現(xiàn)熔體充填困難以及因熔體流動(dòng)定向引起的各向異性和塑件翹曲變形等缺陷，而且玻璃纖維與PA66樹(shù)脂材質(zhì)存在差異，容易產(chǎn)生相容性問(wèn)題，在塑件成型過(guò)程中出現(xiàn)玻纖外露等表面質(zhì)量不良現(xiàn)象。因此，需要有針對(duì)性地進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和注射成型工藝的制定，以獲得高質(zhì)量的把手塑件。

2.1 分型面設(shè)計(jì)

        汽車(chē)JK把手塑件為中等批量生產(chǎn)，根據(jù)塑件外形尺寸，模具采用1模2腔對(duì)稱(chēng)布置，主分型面按圖1中P/L線(xiàn)設(shè)置，具體形式如圖2所示。塑件橋架外側(cè)凹入部位及各孔采取整體抽芯，因此可選擇較簡(jiǎn)單的動(dòng)模抽芯結(jié)構(gòu)。

2.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        圖3為模具澆注系統(tǒng)三維圖，采用開(kāi)設(shè)在側(cè)抽芯分型面上的側(cè)澆口進(jìn)料。PA66的凝固速度很快，而且在加入玻璃纖維后流動(dòng)性有所降低，因此澆口尺寸不宜太小。澆口所在部位的塑件壁厚t=2.2mm，通常對(duì)于未加玻纖的PA66，澆口厚度不宜小于0.5t，即0.5×2.2=1.1 mm，而對(duì)于加入玻纖的PA66則應(yīng)適當(dāng)加大澆口尺寸，設(shè)計(jì)初始尺寸為1.3mm×1.2mm的矩形澆口，待試模后根據(jù)充填情況再作修正。澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及尺寸如圖4所示，位于側(cè)抽芯分型面上的各段分流道需采取梯形截面，并且要求開(kāi)設(shè)在側(cè)型芯滑塊一側(cè)，以便于推出塑件時(shí)流道凝料能順利脫落。通過(guò)Pro/E塑料顧問(wèn)選件模塊進(jìn)行流動(dòng)分析和優(yōu)化比較，初步證實(shí)該澆注系統(tǒng)能夠滿(mǎn)足注射成型要求。

2.3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

        模具結(jié)構(gòu)如圖5所示。型腔、型芯和側(cè)型芯滑塊等成型零件均使用日本進(jìn)口NAK80預(yù)硬塑料模具鋼，預(yù)硬硬度為38～41 HRC，該材料電加工及拋光性能良好，具有較高的硬度。模具選用兩板模模架，采用斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)。為提高側(cè)型芯滑塊的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，兩滑塊分別由2根斜導(dǎo)柱驅(qū)動(dòng)，斜導(dǎo)柱傾斜角為15°，采用動(dòng)模T形槽導(dǎo)滑，T形槽由壓板

21、耐磨板7等零件組合形成，尺寸精度高，加工維修方便，同時(shí)在滑塊中心增設(shè)導(dǎo)滑條23，加強(qiáng)側(cè)型芯滑塊的導(dǎo)向定位，以保證側(cè)抽芯精度。壓板、耐磨板及導(dǎo)滑條均采用Cr12鋼，淬火硬度（52±2）HRC。

3 模具成型零件設(shè)計(jì)制造

       定模鑲件、動(dòng)模鑲件為模具主要成型零件，分別如圖6、7所示，二者的分型面采用線(xiàn)切割加工。定模鑲件上的型腔按圖8所示電火花加工尺寸圖加工。
       動(dòng)模鑲件的設(shè)計(jì)制造是模具設(shè)計(jì)制造的難點(diǎn)。首先是動(dòng)模鑲件與側(cè)型芯滑塊之間的配合關(guān)系需要妥善處理，二者采用U形滑配，即動(dòng)模鑲件與側(cè)型芯滑塊前部的兩側(cè)及中間部位分別形成錐面配合，以進(jìn)一步保證側(cè)型芯滑塊的定位精度；其次是動(dòng)模鑲件上復(fù)雜易損部位宜采用小鑲件結(jié)構(gòu)，以利于加工和維修。圖9為動(dòng)模鑲件圖，圖10為小鑲件槽孔的線(xiàn)切割尺寸圖，圖11為小鑲件外輪廓的線(xiàn)
切割尺寸圖。

側(cè)型芯滑塊為整體式結(jié)構(gòu)，如圖12所示。圖12（b）中7處孔槽型芯為鑲件結(jié)構(gòu)，以便于維修；側(cè)型芯滑塊的3°、6°錐面處用于與動(dòng)模鑲件貼合；斜導(dǎo)柱孔徑為?14 mm，傾斜角取15°；底面69 mm× 12mm×5mm的導(dǎo)滑槽用于與導(dǎo)滑條23配合；18°斜面上開(kāi)設(shè)的2處方槽用于安放斜面耐磨板4。

4 注射成型工藝要點(diǎn)

        必須針對(duì)PA66玻纖增強(qiáng)塑料的成型工藝特性制定合理的注射成型工藝，并經(jīng)多次試模后優(yōu)化成型工藝參數(shù)，這對(duì)保證塑件成型質(zhì)量至關(guān)重要。PA66樹(shù)脂具有較大的吸濕性，在注射成型前需要進(jìn)行干燥處理，即采用溫度（120±5）℃，時(shí)間≥4h的真空干燥，干燥效果較好，而且能有效避免氧化現(xiàn)象。

         PA66+33％玻璃纖維塑料熔化溫度為275～280 ℃，加熱溫度不宜超過(guò)300 ℃。生產(chǎn)中料筒前段、中段及后段溫度分別取（293±5）℃、（288±5）℃和（285±5）℃；噴嘴溫度?。?65±5）℃；模具溫度?。?18±5）℃，有利于塑件獲得較高的結(jié)晶度，優(yōu)化力學(xué)性能。采用三段注射和二段保壓，壓力由高到低。

各注射成型工藝參數(shù)取值如下：
        （1）注射1段：壓力（7.5±0.5）MPa，速度（75±5）mm/s；注射2 段：壓力（3.0±0.5））MPa，速度（12±5）mm/s；注射3段：壓力（2.0±0.5）MPa，速度（10±5）mm/s。
        （2）保壓1段：壓力（2.0±0.5）MPa，速度（12±5）mm/s；保壓2段：壓力（1.5±0.5）MPa，速度（10±5）mm/s。
        （3）冷卻時(shí)間：（15±5）s。
        （4）注射周期：（30±5）s。塑件脫模后應(yīng)立即進(jìn)行調(diào)濕處理，將熱塑件迅速置于95～100 ℃的熱水中，時(shí)間為1 h，之后再自然冷卻15～30min。這是尼龍塑件必須進(jìn)行的后處理工序，使塑件在短時(shí)間吸水飽和，以提高塑件的尺寸穩(wěn)定性，消除塑件內(nèi)應(yīng)力，防止塑件脆性斷裂，同時(shí)使塑件與空氣隔離，避免高溫氧化。