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 （圖1）所示為某品牌汽車左后門板零件圖，材料為PP EPDM，收縮率一般取1.011，其中EPDM中文名稱三元乙丙橡膠，是乙烯、丙烯和少量的非共軛二烯烴的共聚物，是乙丙橡膠的一種，因其主鏈是由化學穩(wěn)定的飽和烴組成，只在側(cè)鏈中含有不飽和雙鍵，故其耐臭氧、耐熱、耐候等耐老化性能優(yōu)異，能夠提高門板的彈性。

門板為外觀件，外形尺寸為：880×670.4×105.6mm。其結(jié)構(gòu)特點如下：

1、外表面要求高，不允許有斑點，澆口痕跡，更不允許有收縮凹陷、熔接痕和飛邊等缺陷。

2、門板為皮紋件，外觀面脫模斜度至少5°。

3、門板曲面光潔度高，外形結(jié)構(gòu)復雜，分型線復雜，倒扣多，塑件內(nèi)外側(cè)面共有11個倒扣（見圖1中門板內(nèi)側(cè)面3D圖中S1～S11），脫模困難。

圖1 汽車門板零件

 由于門板尺寸大且結(jié)構(gòu)復雜，模具采用了熱流道澆注系統(tǒng)，4個針閥式熱咀由順序閥控制進膠，依次通過普通流道和扇形澆口進入型腔。門板塑件內(nèi)外側(cè)面共有11個倒扣，只有S11倒扣在塑件外側(cè)面，從模具可靠與加工角度考慮，S11采用“斜導柱 滑塊”的側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)，其余倒扣均采用“斜推桿 斜推塊”的側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)。

本模具外形尺寸為：1450×1400×985（mm）,總重量約16噸，屬于大型注塑模具。詳細結(jié)構(gòu)見圖2平面圖與圖3立體圖。

圖2 汽車門板注塑模具結(jié)構(gòu)圖

 汽車左后門板注塑模具的成型零件和模板均采用一體式，見圖3。采用這種形式注塑模具結(jié)構(gòu)更緊湊，強度更好，模具體積相對較小，且避免了開框、配框和制造斜楔等工序。

定模A板和動模B板材料德松模具鋼建議采用標準P20或者1.2738塑膠模具鋼。由于模具屬于大型注塑模具，定模A板和動模B板采用了四面圍邊的內(nèi)模定位結(jié)構(gòu)（見圖3），這種結(jié)構(gòu)使得模具模具合攏后，動定模渾然一體，大大提高了門板的成型精度和模具的生產(chǎn)壽命。

 本模具澆注系統(tǒng)采用“熱流道 普通流道”進膠形式，其中熱流道采用熱流道板加4個針閥式熱咀（見圖4中G1、G2、G3和G4），4個針閥式熱咀不是同時進膠，而是由順序閥控制根據(jù)塑件形狀和尺寸依次開啟，熔體經(jīng)普通流道最后通過扇形澆口的進入型腔。

圖4  4點順序閥熱流道控制系統(tǒng)

 側(cè)向抽芯機構(gòu)是門板注塑模具的核心機構(gòu)，本模具共有11處側(cè)向抽芯，分別是S1～S11。在這11個側(cè)向抽芯機構(gòu)中S11采用“斜導柱 滑塊”的結(jié)構(gòu)，滑塊的限位采用限位夾與擋塊聯(lián)合使用的結(jié)構(gòu)，安全可靠。S1～S10都采用“斜推桿 斜推塊”的結(jié)構(gòu)。其詳細結(jié)構(gòu)及重要尺寸見圖2（d）至（m）。

在“斜推桿 斜推塊”的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，斜推桿的傾斜角度不宜超過12°，斜推塊的設(shè)計要防止塑件在脫模時粘連斜推塊，導致塑件變形開裂。

 溫度控制系統(tǒng)設(shè)計的好壞對模具的成型周期與產(chǎn)品成型質(zhì)量影響很大，對于外觀要求較高的汽車門板注塑模具尤其重要。冷卻水道設(shè)計原則之一是距離型腔面要大致相等，以達到模具型腔各處溫度大致均衡。本模具的溫度控制系統(tǒng)采用了“直通式水管 傾斜式水管 水井”的組合形式，詳見圖5（a）和（b）。這種組合形式是優(yōu)先采用直通式水管，輔以傾斜式水管，萬不得已才采用水井。其優(yōu)點是塑件冷卻均勻，成型周期短，成型質(zhì)量高，適用于高要求與外觀性能要求高的模具。

在汽車模具設(shè)計中，類似于內(nèi)外飾件模具如汽車前后保險杠、儀表板、中央通道、格柵和汽車裝飾條等內(nèi)外飾塑件，冷卻水道布置一般按以下規(guī)律設(shè)計：

（2）定.動模冷卻水道優(yōu)先設(shè)計成十字網(wǎng)格形式，冷卻回路形成互相交叉形成水路交織網(wǎng)，均勻冷卻塑件。

（3）在不能設(shè)計成十字交叉式水路時，定、動模水路在互相有縫隙處交互布置。

（4）每一組冷卻水盡量只設(shè)計四條循環(huán)水路，避免水路距離長，影響塑件冷卻效果。

（5）冷卻水路要設(shè)計成可與另一組水路進行外部水管連接的方式，方便后續(xù)塑件因變形、收縮等現(xiàn)象的調(diào)整。通過水路調(diào)整解決塑件缺陷，在汽車內(nèi)外飾塑件模具上應(yīng)用廣泛。

（6）各冷卻水道之間的距離要控制在水道直徑的3.5-5倍（一般取50～60mm左右），型腔表面距離冷卻水道的距離一般在15～25mm之間，具體根據(jù)模具大小決定。

（7）冷卻水道與推桿、斜推桿及鑲件之間的距離要保證在8～10mm以上，因為模具大且水道長，容易鉆偏，須避免因水道與型腔或其他結(jié)構(gòu)相距太近導致冷卻水漏水現(xiàn)象的發(fā)生。

（8）在汽車注塑模具設(shè)計中，熱咀盡量要單獨設(shè)計一組冷卻水路，不能與其它水路串聯(lián)，以利于熱咀區(qū)域的熱量散失。

（a）定模冷卻系統(tǒng)

5、 導向定位系統(tǒng)設(shè)計

無滑塊的模具導柱的長度必須要高出定動模最高點30mm；有滑塊的模具要保證在斜導柱插入滑塊前20mm插入導套，否則在模具的制造和生產(chǎn)中會帶來很大的麻煩，嚴重時會損壞模具。

 本模具的脫模機構(gòu)采用了“推桿 斜推塊 推塊 氮氣彈簧”推出結(jié)構(gòu)，模具在定.動模開模后，依靠推件推出塑件與流道，推件固定板由注塑機通過K.O孔機械推動和在4支復位桿的作用下復位。在設(shè)計脫模系統(tǒng)時要注意以下幾點：

（1）大型模具（長寬方向超過1400mmX700mm）需設(shè)計6支復位桿與6支推桿板導柱。

（2）所有汽車模具復位桿上要設(shè)計一比復位桿大一級的回復塊，回復塊德松模具鋼建議選用我們經(jīng)銷的國標45#鋼或者S50C氮化處理。

（3）推桿板導柱要布置在推出力大的推出零件附近（如油缸.復位桿等）。

（4）所有汽車模具需要設(shè)計限位柱，限位柱要優(yōu)先布置在K.O孔上方或附近。

（5）推桿要排布在靠近R處的受力位置，布置在包緊力大的位置，推桿設(shè)計要大，推桿布置要多些，設(shè)計推桿盡量采用同一規(guī)格，這樣可以避免頻繁更換鉆刀，節(jié)省加工時間與加工成本。

 在汽車模具設(shè)計中，排氣系統(tǒng)的設(shè)計相當重要。如果排氣設(shè)計不合理，會嚴重影響塑件的質(zhì)量，出現(xiàn)填充不滿、困氣和脫模不順等注塑缺陷，嚴重困氣時還會燒焦塑件。

汽車門板屬于內(nèi)飾件，塑件外觀要求嚴格，合理設(shè)計排氣至為重要，在設(shè)計模具排氣系統(tǒng)時要注意以下幾點：

（1）排氣要優(yōu)先開設(shè)在料流末端與塑件轉(zhuǎn)角位置。

（2）靠近鑲件或壁厚最薄處，因為這里最容易形成熔接線。

（3）最好開設(shè)在分型面上，因為分型面上產(chǎn)生溢料最容易清除。本模具排氣開設(shè)在定模。

 根據(jù)塑件的尺寸大小與結(jié)構(gòu)來設(shè)計模具時，首先必須保證模具的強度和剛性，這一點對大型汽車注塑模具尤其重要。合理的模具設(shè)計理念應(yīng)該是：模具強度既合理又不亂費，就地取材，模具強度與成本兼顧，選取最優(yōu)的設(shè)計方案與加工工藝。對于模具強度太強顯得亂費，太弱則影響模具使用壽命。本模具分型面管位設(shè)計在定動模，定動模四面圍邊四周做5°斜度，四周做耐磨塊，此種四面圍邊的設(shè)計方法在汽車門板與擋泥板等模具上應(yīng)用廣泛。

圖6 汽車門板模具強度參考

 熔體通過注塑機噴嘴，經(jīng)熱流道進入普通流道，再由扇形澆口進入模具型腔。熔體充滿型腔后，經(jīng)保壓、冷卻和固化，至足夠剛性后，注塑機拉動模具的動模固定板18，模具從分型面Ⅰ處開模，塑件離開定模型腔，同時鎖緊塊10離開滑塊11，在斜導柱的撥動下，滑塊帶動側(cè)向抽芯7和8完成倒扣S11的側(cè)向抽芯。開模距離達到500mm后，注塑機油缸推動推件固定板16和推件底板17，進而推動所有頂針和斜推桿，在這一過程中，斜推桿21、27、31、36、40、44、48、52、56和60分別推動斜推塊24、29、34、38、42、46、50、54、58、和63，完成倒扣S1～S11的側(cè)向抽芯，同將塑件推離動模型芯。

塑件由機械手取出后，注塑機油缸拉動推件及其固定板復位，接著注塑機推動動模合模，模具接著下一次注射成型。

 本模具采用“推桿 斜推塊 推塊 氮氣彈簧”推出的脫模系統(tǒng)以及“直通式水管 傾斜式水管 水井”的溫度控制系統(tǒng)。前者文中已有詳細論述，下面重點討論一下本模具的溫度控制系統(tǒng)。

溫度控制系統(tǒng)在汽車模具設(shè)計中至關(guān)重要，對塑件的成型周期與成型質(zhì)量影響很大，合理的溫度控制，對提高塑件質(zhì)量與縮短成型周期影響深遠。對于大型汽車模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計要遵循以下幾點：

（1）三米原則。冷卻水路總長度不能超過3米，因為超過3米，冷卻效果差，必須避免模具開模了冷卻水還沒走出來。另外，單條冷卻水道的長度必須考慮鉆頭長度，孔太深，鉆頭長度不夠，將無法進行鉆削加工。汽車大型模具的直通式冷卻管直徑一般為￠15mm，門板注塑模具的定動模冷卻水道如果隨形設(shè)計（隨塑件形狀布置），要盡量設(shè)計成兩端鉆孔。

（2）手掌效應(yīng)。設(shè)計大型汽車塑料件模具水路設(shè)計，布置水路向一個方向流動，間隔排布有如手掌，水道之間距離控制在50～60mm之間。

汽車注塑模具溫度控制系統(tǒng)主要有以下兩種組合形式：

（1）第一種組合形式：垂直直通式水管 傾斜式水管 隔片式水井；

（2）第二種組合形式：垂直式水管 隔片式水井 傾斜式水管。

此兩種形式的區(qū)別在于：在傾斜式水管和隔片式水井之間，前者是優(yōu)先采用傾斜式水管，而后者是優(yōu)先采用隔片式水井。此兩種組合側(cè)重點不同，因而效果也不同。

對于汽車塑件，自然隨形設(shè)計的冷卻水道對塑件的冷卻，模具的壽命都有好處，要求嚴格的歐美模具甚至不允許或盡量少采用冷卻水井和密封圈等。因為水井直徑較大，數(shù)量太多會影響模具強度，進而減短模具壽命。密封圈容易老化失效，因而在設(shè)計上必須盡量減少使用。（對于門板模具的其它設(shè)計注意事項參考門板模具設(shè)計問題點與設(shè)計要點）。