汽车保险杠注塑模具热流道系统热平衡分析及设计术

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热流道模具技术详解

（3）无流道凝料注射模具适用的塑料材料
1）熔融温度范围宽，粘度变化小，热稳定性好。（高温不易分解，低温流动性好） 2）熔体粘度对压力敏感。不施压不流动，较低压力就可流动。 3）塑料的比热容低，易于熔融和固化。 4）塑料的热变形温度高，制品能迅速从模具中脱模。理论上几乎所有的热塑性塑料都可以采用无流道注射成型。目前应用最多的是：PE、PP、PS和ABS等材料。
（2）使用无流道凝料注射模具的限制
1）模具结构复杂，制造费用高，维护保养较困难；热流道系统易出故障，运行成本高。不适宜小批量生产。 2）初始生产准备时间长，模具调试要求高。 3）不适宜热敏性和流动性差的塑料及成型周期长的塑件成形。 4）流道板易产生热膨胀，对熔体泄漏及加热元件的故障较敏感。 5）温度控制要求严格，需精密的温度控制元件及系统。
内加热流道与喷嘴 1—冷却水孔；2—加热喷嘴； 3—熔体通道；4—内加热器
• 外加热
外加热的流道板悬装在模具里，常以加热棒或弯曲的加热管配置在流道的外侧。流道板的绝热用气隙，也有用绝热片。热损失是必须考虑的问题。流道板的热膨胀需进行补偿，防止泄漏。热喷嘴装在流道板上。外加热可使模具的压力损失最小，流道一般为圆形大直径。外加热流道板和喷嘴适用于热敏性和高粘度塑料，流道没有冷皮层，流道流量较大。外加热流道比内加热的成本高。
分流道板与动模板之间的气隙，为减小接触面积。图（a）浇口的始端突入分流道中，使部分直浇口处于分流道绝热皮层的保温之中。图（b）在直接浇口衬套四周增设了加热圈，浇口衬套与动模板之间有气隙绝热，与流道板之间有加热圈。若成型周期长，可在浇口中央插入加热棒加热。
1—主流道衬套； 2—定模固定板； 3—分流道； 4—固化绝热层； 5—分流道板； 6—直接浇口衬套； 7—动模板； 8—型芯； 9—加热圈； 10—冷却水管。

热浇道模具之设计与分析

熱澆道模具之設計與分析吳國英金屬工業研究發展中心摘要模具熱澆道系統係利用加熱持溫方式將射出成型機料管內之塑料保持融熔狀態，以供射出成形時將塑料注入模穴中。

因此模具在成形產品之後並不會有澆、流道等廢料產生，有助於材料的節省及成形週期的縮短。

又熱澆道系統可視為是射出成型機料管之延伸，故射出成形的過程中，壓力的傳遞較傳統冷澆道模具有效率，對於精密射出成形製程所需要之射出壓力及保壓壓力均能有效的提供，產品精密程度大幅提昇。

但熱澆道系統所產生之高溫對於模具的精密度有很大的影響，當母模溫度升高至100℃時，其熱變形量將造成模具無法正常合模，造成生產不順利，甚至損壞模具。

因此熱澆道模具之設計必須將熱傳因素考量周全，模具之冷卻系統以及熱變形量均需計算在內。

本研究開發一組八模穴之熱澆道模具，利用有限元素分析方法模擬分析熱傳狀況，以確實設計模具之冷卻、模溫控制系統。

運用模流分析技術模擬分析熱澆道系統之壓力損失狀況，以改善熱澆道中熱流板的效率。

提高熱澆道模具之開發成功機率，並降低失敗風險。

關鍵字：熱澆道、精密模具、模流分析。

一、一、前言塑膠射出成型製程中對於流道所產生的廢料，各家生產廠商均極力想要降低其比例，以節省材料成本。

而最具效果者無非是採用熱澆道結構來進行生產，熱澆道模具又稱作無澆道模具，顧名思義即此類模具生產時不會產生澆、流道等廢料，因此在原料的應用上可以達到100%的使用率。

熱澆道模具的優點有以下數點：1. 1.原料成本低，沒有廢料回收的問題，成型材料的利用率高。

2. 2.成型週期短，可縮短充填時間，冷卻時間以及開關模時間等。

3. 3.成型溫度及壓力較低，產品的殘留應力較小，產品品質較佳。

4. 4.自動化生產程度較高。

以上所列之優點，其中指出熱澆道模具系統其射出壓力較小，係因熱澆道系統可視為射出成型機塑化料管的延伸，利用加熱器加熱熱流板及熱嘴，所以融熔態樹脂在射入熱流板及熱嘴中並不會冷卻凝固，依然保持融熔狀態，並承受射出壓力將樹脂注入模穴中，完成射出成型週期。

汽车发动机舱盖冷热流道注塑模具设计

汽车发动机舱盖冷热流道注塑模具设计作者：***来源：《时代汽车》2022年第04期摘要：針对汽车发动机舱盖的结构特点和技术要求，采用斜顶杆抽芯机构，解决了内部结构不规则，有倒扣、脱模困难等问题。

该产品尺寸较大，注塑充填同样存在困难，为保证产品充填质量，节约材料，提高生产率，故采用多点冷热流道相结合的浇注系统。

关键词：发动机舱盖斜顶抽芯充填热流道1 引言汽车中的塑料件通常尺寸都比较大，结构复杂，为了提高产品质量以及节约成本，提高生产效率，在一些大型的汽车塑料件的模具设计中，越来越多的采用热流道技术[1-3]。

下面介绍一款某品牌的汽车发动机舱盖的热流道注塑模具设计。

针对这种大型薄壁，且内部又有倒扣的塑料件模具设计，供设计人员借鉴参考。

2 塑料件结构分析汽车发动机舱盖塑件外形尺寸为1395mmX490mmX75mm，平均壁厚2.5mm，表面粗糙度Ra0.8，产品表面不能有明显的流痕以及顶白现象。

塑件内部结构有2处倒扣，要求卡扣有足够的强度;塑件具有一定的支撑作用，设计有大量的加强筋。

塑件还有多处靠破面，容易形成熔接痕和困气。

机舱盖要经受-40℃～140℃左右的温度，对材料的耐热性、传导性、对流性要求较高，故材料选为PA6+GF15，收缩率为1.0045。

结构如图1所示。

3 模具结构分析塑料模具的模具结构在设计时应结合产品的结构，材质以及使用性能和使用环境，还要充分考虑后期成型的结构工艺性，确保模具结构的最优化[4]。

具体分析如下：（1）根据塑料件尺寸规格，采用一模一腔。

（2）充填区域较大，采用多点进浇结构。

（3）预防短射，需提高充填速度，选用热流道系统。

（4）塑料件有大量的加强筋，要合理设计镶拼件结构。

（5）塑料件有两处倒扣，采用斜推抽芯结构。

4 模具结构设计根据产品结构及尺寸限制，模具采用一模一腔、多点热流道注塑的设计形式。

本着设计适用的原则，选用非标模架，规格380mmX820mmX350mm，如图2所示：4.1 成型零件设计4.1.1 分型面设计机舱盖为内部结构件，对分型线要求一般，该制件分型线取投影面的边界线，制件周边高低断差较大，导致分型面存在局部插破面和靠破面，为简化整个分型面，采用以低点为基准，结合插破、靠破做为辅助，将分型面设计为平面[5]，如图3所示。

车载内置物盒热流道注塑模具的创新与设计

在模具设计与制造过程中，为了缩短模具设计周期和降低模具成本，计算机辅助设计CAD 和计算机辅助分析技术得到了普遍的推广和应用。

模流分析技术能够预测填充时间、注塑机所需注塑压力、锁模力等指标，优化注塑成型方案，提高生产效率，同时也能分析翘曲变形、凹痕等成型缺陷，验证模具冷却系统的合理性。

研究了点胶口进料的储物盒注塑模具结构，利用MOIDFLOW软件对储物盒注塑过程模具模拟分析，通过改变模具浇注系统和冷却系统结构的设计，对比模流分析中的表面缩痕指数、顶出温度时间及总翘曲变形量等指标，优化模具结构，研究了储物盒盖塑件在模流分析环境下构建4因素4水平正交试验，通过极差分析法得到了优化后的注塑工艺参数，指导模具实际设计与制造。

研究了汽车中央通道储物盒注塑模具结构，利用串联油路的油缸完成倒装式模具结构的推出机构系统设计。

通过三维软件和MOIDFIOW软件对塑件工艺过程和结果的研究，对本工作有一定的启发，但没有解决大尺寸储物盒塑件注塑模具的重点和难点问题。

本工作以车载内置物盒为研究对象，分析了塑件结构特点和难点，利用NX/CAD模块设计了成型结构零件、多种类型冷却回路及新颖的模具顶出机构系统等，运用MOIDFIOW软件对塑件注塑成型过程进行模拟并分析了数据结果。

1、塑件成型工艺分析车载内置物盒结构见图1，塑件尺寸约为360MMX205MMX210MM,尺寸较大，盒体较深，平均壁厚约 2.57mm，体积约为8.114X105mm3材料选择丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）与聚碳酸酯PC混合物，以ABS为主，它具有高耐磨性、强抗腐蚀性、高冲击强度等优点，常用于汽车零部件、传动零件等。

车载内置物盒塑件要求较高的内部成型质量，内表面要求光滑，外部成型没有飞边，塑件整体无缺陷。

塑件两侧有选择凹槽、安装卡爪及侧凹孔，可以设计斜导柱侧向抽芯整体滑块机构来实现。

塑件背部有外凹和内凹机构可以考虑通过整体滑块机构和镶嵌件来完成成型。

汽车前保险杠注塑模浇注系统优化设计

ｏｉｎｌｉｅｔｎｍｌｉｇｐａａｐｉｉｄＴｅｒｓｌｆｐｏｕｔｎｗｔｈｐｉｉｄｇｔｇｓｓｍｉｉｔｔａｒｉａｎｃｉｏｎｌｎｗｓｏｔｚ．ｈｅｕｔｏｒｄｃｉｉｔｅｏｔｚａｎｙｔｎｃｅｈｔｇｊｏｄｍｅｓｏｈｍｅｉｅｄａ
某汽车前保险杠模型如图１示．塑件外形尺所
寸较大．长 × 高＝０ｍ￣３ｍ￣８ｎ：宽× １８Ｉ６０ｍ６２Ｉ壁８ｎｎ厚较薄。平均壁厚为２８ｍＩ，．ｎ最小壁厚为０８Ｉｍ；．ｎ结构复杂，品排布格栅、产灯孔、槽、台和内肋等。卡凸
ａｄａａｚｅｉｅｔｎｍｌｉｇｐｏｅｓａｄｉｅｔｙｔｅｃｕｅｏｅｄｆｃａｄｂｓｄｏｉｔｅｇｔｇｓｓｍｏｔｅｎｎｙｅｔｊｃｉｏｄｎｒｃｓｎｎｉａｓｆｈｅｅｔｎａｅｎｔｓｈａｉｙｔｆｈｌｈｎｏｄｆｈｔ，ｈｎｅ
ｄｅｉｓｇｎ
１前言
塑料保险杠作为汽车的重要装置之一，要求其在汽车发生碰撞事故时能吸收缓和外界冲击力．保护前后车体：通过严格控制塑件质量。够实现车身能的轻量化．美化车身因此，险杠的成型质量直且保
接影响到整车的安装质量、外观和耐碰撞性能。本文以ＭｏｆＷ软件作为分析平台．对某汽ｌｌｄｏ针
统设计方案的塑件实物图。图２中细线圆圈标示位置是原始浇注系统设计的４个进浇点．表面有明显的料流痕迹；粗线圆圈标示位置处有色差；塑件浇

保险杠注塑模具设计与制造

保险杠注塑模具设计与制造摘要：本论文采用文献综述的方式，通过对现有文献的梳理和分析，建立汽车保险杠注塑模具设计与制造的理论指导体系，研究了汽车保险杠注塑模具发展现状，以此为基础提出了注塑模具设计和制造的优化策略。

随着现代工程技术的不断发展，汽车保险杠已成为现代汽车的一个重要构件。

汽车保险杠的质量与性能直接影响车辆的安全和美观度，因此保险杠的注塑模具设计与制造也显得尤为关键。

协同体现在汽车保险杠的方方面，有设计协同、材料协同、制造协同、装配协同。

面通过合理的模具设计和制造工艺，可以实现高效、高品质、低成本的生产过程，提高模具的使用寿命和生产效率。

然而，保险杠注塑模具设计与制造面临着很多挑战和难点，如如何在保障产品质量的前提下提高生产效率，并解决注塑中可能出现的缺陷和问题等。

关键词：注塑模具；保险杠；制造协同1.引言随着现代工程技术的不断发展，汽车保险杠已成为现代汽车的一个重要构件。

汽车保险杠的质量与性能直接影响车辆的安全和美观度，因此保险杠的注塑模具设计与制造也显得尤为关键。

通过合理的模具设计和制造工艺，可以实现高效、高品质、低成本的生产过程，提高模具的使用寿命和生产效率。

然而，保险杠注塑模具设计与制造面临着很多挑战和难点，如如何在保障产品质量的前提下提高生产效率，并解决注塑中可能出现的缺陷和问题等。

因此，本论文旨在探讨汽车保险杠注塑模具设计与制造的技术难点和解决方案，分析注塑模具的设计原理、生产流程、结构特点等，结合实际案例进行案例分析，为汽车注塑模具设计和制造提供参考。

本论文采用文献综述的方式，通过对现有文献的梳理和分析，建立汽车保险杠注塑模具设计与制造的理论指导体系，研究了不同工艺参数对模具性能的影响，以此为基础提出了注塑模具设计和制造的优化策略。

2.汽车保险杠设计与制造中的协调2.1设计协同汽车保险杠设计协同是一种集体协作的设计模式，旨在将设计师，工程师，生产制造人员以及营销销售人员之间的沟通和协作最大化，从而实现更高效更优质的汽车保险杠设计。

汽车注塑模具设计与结构分析

汽车注塑模具设计与结构分析摘要：随着社会的发展,人们生活水平日益提高,汽车逐渐成为了人们生活的一部分。

人们对汽车的要求也越来越高,不仅要求汽车具有良好的使用性能,而且追求汽车具有良好的外形轮廓和舒适美观的内饰。

汽车外饰件主要指前后保险杠、轮眉、进气格栅、散热器面罩、防擦条等通过螺栓和卡扣或双面胶连接在车身上的部件。

在车身外部主要起装饰保护作用，主要由塑料件构成。

因此注塑模具的质量是影响汽车外饰的重要因素,研究汽车保险杠的模具设计具有重大的意义。

关键词：模具；模具设计；注塑；成型；保险杠模具是用以取得符合质量要求的塑料制品的关键之一，注塑用的模具应切实符合制品尺寸、精度及形状的要求。

模具设计合理与否直接影响塑料制品的收缩率，由于模具型腔尺寸是由塑料制品尺寸加上所估算的收缩率求得的，而收缩率则是由塑料生产厂家或工程塑料手册推荐的一个范围内的数值，它不仅与模具的浇口形式。

浇口位置与分布有关，而且与工程塑料的结晶取向性（各向异性）。

塑料制品的形状、尺寸、到浇口的距离及位置有关。

因此，在设计模具时必须考虑这些影响因素与注塑条件的关系及其表观因素，如注塑压力与模腔压力及充模速度、注射熔体温度与模具温度、模具结构及浇口形式与分布，以及浇口截面积、制品壁厚、塑料材料中增强填料的含量、塑料材料的结晶度与取向性等因素的影响。

上述因素的影响也因塑料材料不同，其它成型条件如温度、湿度、继续结晶化、成型后的内应力、注塑机的变化而不同。

1、可制造性分析1.1开模方向和分型线设计保险杠在开始设计时首先要确定其开模方向和分型线,检查零件所有断面是否存在无法脱模的负角,尽量避免侧壁凹槽或与脱模方向垂直的孔,以保证尽可能减少抽芯机构和消除分型线对外观的影响,这样可简化模具结构。

（1）开模方向确定后,产品的加强筋、卡扣、凸起等机构尽可能设计成与开模方向一致,以避免抽芯减少拼缝线,延长模具寿命。

（2）保险杠的开模方向一般为车身坐标X方向,如果开模方向设计成与X轴不一致,则必须在产品图中注明其夹角。

汽车保险杠注射工艺分析及注射模设计

汽车保险杠注射工艺分析及注射模设计吴晓峰;杨晓巍【摘要】通过对保险杠塑件结构分析,确定模具整体成型和顶出脱模机构,通过模流分析,确定注射浇口位置、布局和形式,介绍了保险杠注射模设计、制造中的关键点,同时也体现了模流分析软件和UG设计软件对模具设计的作用.【期刊名称】《模具制造》【年(卷),期】2018(018)004【总页数】5页(P40-44)【关键词】保险杠;模流分析;浇口;模具设计;模流软件【作者】吴晓峰;杨晓巍【作者单位】长城汽车股份有限公司技术中心,河北省汽车工程技术研究中心河北保定071000;长城汽车股份有限公司技术中心,河北省汽车工程技术研究中心河北保定071000【正文语种】中文【中图分类】TQ320.661 引言汽车后保险杠是汽车最重要的外观件之一，早期的汽车保险杠采用金属制造，但现代的汽车后保险杠都采用塑料材质[1]，随着现代汽车产业的发展，汽车保险杠作为一种重要的安全缓冲配置一直走在革新的道路上。

今天的汽车前、后保险杠除了保持原有的防护缓冲功能外，还要求其与车体造型和谐与统一，同时出于对油耗的考虑，保险杠也更加追求自身的轻量化[2]。

为了达到这种目的，目前汽车前、后保险杠大都采用塑料材质，高级轿跑多采用碳纤维材质，由于碳纤维造价昂贵，出于对成本的考虑，中、低端车都采用了塑料材质。

现代大多的汽车企业为保证装车后的造型均匀过渡、和谐统一，都采用了光影检测手段，即用平行光线对装配好的车外观造型进行照射，然后通过光影在车身上形成的“斑马线”是否均匀，来判断车身外观是否满足均匀过渡要求，这就要求塑件不能出现较大变形或缩坑问题。

本文主要阐述外分型保险杠的注射工艺分析、模流分析及保险杠模具设计及制造中关键点[3]。

2 保险杠工艺性分析保险杠作为汽车的外饰件塑件，根据车型的不同，尺寸大小有所不同。

图1所示为长城汽车某车型前保险杠，塑件最大尺寸为1,675×626×605mm，结构复杂，两侧倒扣采用外拉滑块结构出模，其中雾灯安装点共6个、大灯安装点共4个全部采用斜顶结构出模。

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ＴｈｅｒｍａｌＥｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＤｅｓｉｇｎｏｆＨｏｔＲｕｎｎｅｒＭｏｌｄｆｏｒＣａｒＢｕｍｐｅｒ
ＬＩＳｈｉ。ｃｈｅｎｇ，ＣＨＥＮＺｅ — ｚｈｏｎｇ，ＷＡＮＧＷｅｉ。，ＺＨＡＯＪｕｎ。ｈｕａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＵｓｉｎｇＣｒｅｏｓｏｆｔｗａｒｅ，ａｃａｒｂｕｍｐｅｒｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｏｌｄｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．ＩｔＳｓｉｍｕｌａｔｅｍｏｄｕｌｅｓｏｆｔｈｅ
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５—５７７０．２０１３．０７．０１２
中图分类号：ＴＱ３２０．６６
文献标识码：Ａ
文章编号：１００５— ５７７０（２０１３）０７— ００４７—０４
２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｉｒａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｈａｎｇｈａｉｆｏｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｙ，Ｓｇｈａｎｇｈａｉ２０００９３，Ｃｈｉｎａ；
第４１卷第７期
２０１３年７月
塑料工业
ＣＨＩＮＡＰＬＡＳＴＩＣＳＩＮＤＵＳＴＲＹ・４７・
பைடு நூலகம்
汽车保险杠注塑模具热流道系统热平衡分析及设计术
李仕成，陈泽中，汪薇，赵俊华。
３．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｈａｎｇｈａｉｆｏｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｙ，Ｓｇｈａｎｇｈａｉ２０００９３，Ｃｈｉｎａ）
（１．上海理工大学机械工程学院，上海２０００９３；２．上海理工大学材料科学与工程学院，上海２０００９３；
３．上海理工大学工程科技学院，上海２０００９３）摘要：运用Ｃｒｅｏ软件设计汽车后保险杠注塑模具，并采用该软件的ｓｉｍｕｌａｔｅ模块对模具的热流道系统进行热分析，研究热流道系统中热嘴功率和加热棒的数量、加热功率、布置方式对热流道系统的温度场的影响。结果表明，加热棒数量为１４个，每个加热棒功率为１２０Ｗ，加热器间距为８０ｍｍ且均布在流道两侧，而且热嘴功率为２５０Ｗ，可使热流道系统达到稳定热平衡状态，分析结果可指导热流道系统的设计。关键词：汽车保险杠；热流道系统；热平衡分析
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｈａｎｇｈａｉｆｏｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９３，Ｃｈｉｎａ；
ｓｏｆｔｗａｒｅａｎａｌｙｓｉｓｗａｓａｐｐｌｉｅｄｆｏｒｔｈｅｈｏｔｒｕｎｎｅｒｍｏｌｄｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｈｏｔｎｏｚｚｌｅｐｏｗｅｒ，ｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｈｅａｔｉｎｇｂａｒｓ，ｈｅａｔｉｎｇｐｏｗｅｒ，ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｏｆｈｅａｔｂａｒｓｏｎｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｅｆｌｄｏｆｔｈｅｈｏｔｕｎｎｒｅｒｓｙｓｔｅｍｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｗｈｅｎｔｈｅｎｕｍｂｅｒｓｏｆｈｅａｔｉｎｇｂａｒｓｗｅｒｅ１４，ｅａｃｈｈｅａｔｅｒｐｏｗｅｒ
ｗａｓ１２０Ｗ，ｈｅａｔｅｒｓｐａｃｉｎｇｗａｓ８０ｍｍ，ｈｏｔｎｏｚｚｌｅｐｏｗｅｒｗａｓ２５０Ｗ，ｔｈｅｈｏｔｒｕｎｎｅｒｓｙｓｔｅｍａｃｈｉｅｖｅｄａ