CN104526966A - 侧壁封闭型深孔结构及其模具和注塑方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了侧壁封闭型深孔结构，在相对料流方向的两侧的孔侧壁内侧和/或外侧分别设置有减胶限流结构。公开了该深孔结构的模具，其包括用于形成减胶限流结构的两个减胶限流结构形成块，所述减胶限流结构形成块设置在深孔结构动模或者深孔结构定模上，或者两者都设置。还公开了该模具的注塑方法，将料流方向调整为使两侧的减胶限流结构形成块分别位于料流方向的两侧，限制了C料流流向原困气点的流量，并使C料流流向没有阻力的深孔结构顶端，让空气从深孔结构动模型腔底部的排气机构排除，避免出现困气。本发明解决了深孔结构附近的产品表面的气纹以及其他外观缺陷，得到了外观良好的产品，使得顾客满意，并成功转入了批量生产。

Description

侧壁封闭型深孔结构及其模具和注塑方法
技术领域
本发明涉及侧壁封闭型深孔结构及其模具和注塑方法。
背景技术
随着消费者对汽车外观、功能要求的增高，汽车内饰件所需承担的作用越来越多，尤其在后柱装饰板等较大的内饰塑料件中，不仅要满足其本身的装饰作用，可能还需要为其他产品提供定位和支持等作用，因此结构变得复杂，出现了许多深孔的结构；通常深孔结构的作用主要包括：内饰件本身定位所需的螺钉孔；装饰部品如拉手盒、烟灰缸、杯托等结构；以及其他产品所需的定位孔等。为了满足其功能，这些结构往往面积小，深度深，如25mm、30mm。
通常在深孔结构注塑时，由于其改变了料流的方向，使得料流形成了包围，导致气体包覆而产生气纹、熔接线鼓包等缺陷，在较小的注塑件中，可以通过改善进胶方向，调整注射速度来解决以上缺陷，但对于大型注塑件，由于其浇口多，面积大，注塑成型时本身存在的缺陷种类较多，同时受到浇口大小、位置、方向等诸多因素的影响，调试参数所受限制较多，故而在大型内饰件出现深孔结构时，调试包含深孔结构的大型内饰件是一个复杂和困难的过程。
如图1所示的汽车的后柱下装饰板1，产品尺寸、结构的特殊，宽超过1400mm，高超过600mm，产品上部有六个深孔结构2，中部有一个深孔结构2。这些深孔结构2分为两种，第一种如图2所示，高度30mm左右，为倾角很小的圆锥台，上台面——顶端——有一个窗帘安装支架支持孔21，孔侧壁23厚2.5mm，壁厚均匀。第二种如图3所示，高度25mm左右，为倾角很小的圆锥台，上台面——顶端——有一个定位螺钉安装孔22，孔侧壁23厚2.5mm，壁厚均匀。
参考图12、13，改进前，两种深孔结构2的深孔结构动模3A在深孔结构动 模3A的底部——对应深孔结构2的顶端——设置有一个排气结构。该排气结构为一个排气镶件。
首次试模发现，深孔结构2附近的后柱下装饰板1外观问题比较突出，问题为排气不良困气导致的气纹。因此首先对于模具排气进行了整改，因为产品困气较为严重，且方向不固定，因此采用了多层排气结构图2，消除了一半结构较浅的深孔气纹。但对于较多的深孔结构，排气结构无法完全解决。寻找解决方案较为困难。
如图4所示，经分析，找到了气纹缺陷的产生原因。注塑时A、B、C多股料流在深孔结构2根部汇合并形成困气，但因为排气结构位于深孔结构2顶部，无法对排出困气，随着继续填充，困气被冲至产品表面，造成缺陷。其中，A、B料流为从深孔结构2根部两侧绕过的料流形成，并在深孔结构2根部注塑方向的后方汇流。C料流为流过深孔结构2的孔侧壁23并与A、B料流回合的一股料流。注塑时，深孔结构2顶端朝下——朝下大地。
如图5所示，并参考图1所示，改进前的后柱下装饰板1的动模4，具有上述的两种深孔结构动模3A，以图纸方向看，上部有六个，中部有一个。该动模4具有九个浇口J1～J9，浇口一J1在动模4型腔的左边缘中间，浇口二J2在左上角，浇口三J3、浇口五J5和浇口八J8均匀布置在下边沿，浇口六J6在右上角，浇口七J7和浇口九J9均匀布置在右边沿，浇口四J4在中部中心偏上。
注塑时，按照浇口一～浇口九J1～J9顺序注塑，压力120MPa，速度85％，熔体温度220℃。由于产品本身尺寸长，浇口间隔远，且按照模流分析方向，实际产品在模具中由下向上注塑，需要高速高压将产品打饱满。在此条件下，在产品的深孔结构2周边出现气纹。
如图6～8所示，无论注塑方向是从上之下，从左至右，还是从右至左，都 会出现气纹。通过调整注射速度和改变进胶顺序，无法消除此缺陷。但可以发现，气纹位置会随着注塑方向改变而改变，并且位于深孔结构2在注塑方向上的后方。
发明内容
本发明的目的是提供侧壁封闭型深孔结构及其模具和注塑方法，以解决传统(改进前)深孔结构及其模具和注塑方法通过通常解决困气的调试方法，改善注塑压力、射胶速度、熔体温度等方法，皆无法解决多深孔结构大型注塑件在深孔结构附近的产品表面困气现象，造成气纹以及其他外观缺陷的问题。
为达上述发明目的，本发明提供了侧壁封闭型深孔结构，包括孔侧壁，在相对料流方向的两侧的孔侧壁内侧和/或外侧分别设置有减胶限流结构。
减胶限流结构减小20～30％孔侧壁壁厚。
所述减胶限流结构是在深孔结构高度方向上贯通孔侧壁的减胶槽。
所述减胶槽的横截面为缝隙、多边形、半圆形或弓形。
本发明还提供了上述侧壁封闭型深孔结构的模具，包括深孔结构动模和深孔结构定模，还包括用于形成减胶限流结构的两个减胶限流结构形成块，所述减胶限流结构形成块设置在深孔结构动模或者深孔结构定模上，或者两者都设置。
所述深孔结构动模包括镶拼式镶块、.排气镶件一、排气镶件二、排气镶件三；排气镶件二套装在排气镶件一，将排气镶件一固定在后柱下装饰板的动模上；排气镶件三套装在排气镶件二外侧，将排气镶件二固定在动模上；镶拼式镶块套装在排气镶件三外，将排气镶件三固定在动模上，镶拼式镶块具有镶拼式镶块定位螺钉孔。
在深孔结构动模上、注塑方向的去向一侧孔侧壁对应的位置设置有排气镶 件。
所述深孔结构动模的型腔底部朝下。
本发明还提供了上述侧壁封闭型深孔结构的模具的注塑方法，通过所述模具注塑所述深孔结构时，将料流方向调整为使两侧的减胶限流结构形成块分别位于料流方向的两侧，限制了C料流流向原困气点的流量，并使C料流流向没有阻力的深孔结构顶端，让空气从深孔结构动模型腔底部的排气机构排除，避免出现困气。
综上所述，本发明所提供的侧壁封闭型深孔结构及其模具和注塑方法解决了深孔结构附近的产品表面的气纹以及其他外观缺陷，得到了外观良好的产品，使得顾客满意，并成功转入了批量生产。并且深孔结构及其模具结构简单，实现容易，只增加很少的成本。
附图说明
图1、汽车的后柱下装饰板1的结构示意图；
图2、(改进前)深孔结构2的第一种结构示意图；
图3、(改进前)深孔结构2的第二种结构示意图；
图4、(改进前)第一种结构的深孔结构2的料流汇合图解、困气原因及困气位置图解；
图5、(改进前)汽车的后柱下装饰板1的注塑顺序，图中带的空心箭头显示了料流的方向，①～⑨为九个浇口的注塑顺序；
图6、采用改进前汽车的后柱下装饰板1模具，注塑方向由上至下(图中方向)时，深孔处结构的注塑方向，以及气纹的位置和方向。图中，空心箭头表示注塑方向，实心箭头表示深孔处结构的注塑方向、以及气纹的位置和方向；
图7、采用改进前汽车的后柱下装饰板1模具，注塑方向由左至右(图中方向)时，深孔处结构的注塑方向，以及气纹的位置和方向；其他说明同图6；
图8、采用改进前汽车的后柱下装饰板1模具，注塑方向由右至左(图中方向)时，深孔处结构的注塑方向，以及气纹的位置和方向；其他说明同图6；
图9、(改进后)第一种结构的深孔结构2的结构示意图；
图10、(改进后)第一种结构的深孔结构2的料流汇合图解和排气位置图解；
图11、(改进后)汽车的后柱上装饰板1的结构示意图；
图12、(改进后)第一种结构的深孔结构动模3A的结构示意图；
图13、图12的A-A剖视图；
图14、(改进后)第一种结构的深孔结构定模3B的一种实施例的结构示意图；
图15、(改进后)汽车的后柱上装饰板1的动模4的结构示意图；
图16、(改进后)汽车的后柱上装饰板1模具及注塑顺序的料流方向图解。
其中，后柱下装饰板(1)、
深孔结构(2)、窗帘安装支架支持孔(21)、定位螺钉安装孔(22)、孔侧壁(23)、减胶限流结构(24)(为在在深孔结构(2)高度方向上贯通其孔侧壁(21)的减胶槽，减胶槽可以使多边形、半圆形、弓形等，只要起到变薄孔侧壁(21)进而限制料流C提前与料流B和A在深孔结构(2)根部汇合造成困气就行。)
深孔结构动模(3A)，、镶拼式镶块(3A1)、排气镶件一(3A2)、排气镶件二(3A3)、排气镶件三(3A4)、镶拼式镶块定位螺钉孔(3A5)、
深孔结构定模(3B)、减胶限流结构形成块(3B1)
(后柱下装饰板1的)动模(4)、
浇口一～浇口九(J1～J9)、①～⑨为九个浇口的注塑顺序。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
如图9所示，图中为改进后的第一种结构的深孔结构2。与改进前的区别在于：在相对料流方向的两侧的孔侧壁23分别增加了减胶限流结构24。
如图10所示，减胶限流结构24的作用是减缓C料流的前进速度，并让AB料流正常汇合后还能继续向注塑方向后方的孔侧壁23流动形成D料流，并最终使C、D料流在深孔结构2顶端汇合。而深孔结构2顶端正是排气机构的排气镶件所在地，气体能顺利排出，因此克服了原困气缺陷造成产品外观问题的缺陷。
减胶限流结构24的结构具体的说就是在深孔结构2高度方向上贯通孔侧壁23的横截面形状不限的减胶槽。原理是减小了孔侧壁23壁厚，进而限制了C料流流向原困气点的流量，并使C料流流向没有阻力的深孔结构2顶端。同时，由于注塑方向后方的孔侧壁23没有C料流干扰，D料流也能顺利的形成并流向深孔结构2顶端与C料流汇合。因此，减胶槽的横截面可以是任何形状，只要能减小了孔侧壁23壁厚就行。比如为做成缝隙、多边形、半圆形、弓形等。同时，减胶限流结构24的位置也可以在孔侧壁23的外壁、内壁或者内外壁都做。
相应的，再如图14所示，用于形成减胶限流结构24的减胶限流结构形成块3B1设置在深孔结构动模3A、深孔结构定模3B上，或者两者都设置都是可行的。
我们发现，减胶限流结构24减小20～30％孔侧壁23壁厚能有效的到达目的。当然超过30％，甚至穿透也是可行的，不过出于外观、强度、模具成本等综合考虑，没有必要做得更多。在本例中，减胶限流结构24减小20％孔侧壁23壁厚，也就是减掉0.5的壁厚，减胶限流结构24处的孔侧壁23由2.5mm减小为2.0mm。
由于已得知气纹位置会随着注塑方向改变而改变，并且位于深孔结构2在 注塑方向上的后方。因此，在设置两个减胶限流结构24时需要注意：
1、两个减胶限流结构24一般布置在深孔结构2的相对的两侧，可在对称或对称位置附近；
2、两个减胶限流结构24不能布置在朝向料流来向的一侧，避免C料流C绕过减胶限流结构24提前与A、B料流汇合造成困气；
3、两个减胶限流结构24一般的是布置在料流方向的两侧，也就是两个减胶限流结构24的连线最好与料流方向垂直，这样能起到较佳的效果。
关于第二种结构的深孔结构2的改进也与第一种种结构的深孔结构2相同，也是在孔侧壁23两侧分别增加减胶限流结构24，故再此不再详细描述。
根据上述注意事项，我们在深孔结构的模具和注塑工艺上也就有了相应的方法：
1、用于形成减胶限流结构24的减胶限流结构形成块3B1设置在于减胶限流结构24对应的位置； 
2、两个减胶限流结构形成块3B1分别设置在深孔机构2的注塑方向的两侧，只是基本上是两侧，如果不能调整注塑方向，就需要调整减胶限流结构形成块3B1位置，一般两者综合考虑。
如图11所示，我们将两种改进后的深孔结构2应用到后柱下装饰板1，得到改进后的后柱下装饰板1。
如图12至14所示，图中为第一种结构的深孔结构2的深孔结构动模3A和深孔结构定模3B。两个减胶限流结构形成块3B1设置在深孔结构定模3B上。深孔结构动模3A包括镶拼式镶块3A1、排气镶件一3A2、排气镶件二3A3、排气镶件三3A4；
排气镶件二3A3套装在排气镶件一3A2，将排气镶件一3A2固定在后柱下装 饰板1的动模4上；排气镶件三3A4套装在排气镶件二3A3外侧，将排气镶件二3A3固定在动模4上；镶拼式镶块3A1套装在排气镶件三3A4外，将排气镶件三3A4固定在动模4上，镶拼式镶块3A1具有镶拼式镶块定位螺钉孔3A5，镶拼式镶块3A1通过螺钉固定在动模4上。
改进前第二种结构的深孔结构2的模具，在深孔结构2的顶端也设置有排气结构，改进后的区别是，在深孔结构动模3A上、注塑方向的去向一侧孔侧壁23对应的位置增加了排气镶件。这样即使顶端的排气机构不能排出困气或者困气位置在注塑方向后方所在孔侧壁23，也能满足排气要求。
如图15，基于改进后两种深孔结构2的模具，我们设计了改进后的后柱下装饰板1模具。该模具，包括动模4和定模，浇口数量位置不变，但采用了改进了的两种深孔结构2的模具。深孔结构动模3A和深孔结构定模3B分别设置在所述动模4和定模上。
如图16所示，同时，在注塑工艺上也做了改进。将注塑顺序调整为由产品中部开始，避免由地侧向天侧进行填充，减少不必要的压力损失。最终注射参数：压力60MPa，速度60％，熔体温度240℃。注塑压力由120MPa减低到60MPa。
改进后的注塑顺序为J6①→J2②→J7③→J4④→J9⑤→J1⑥→J3⑦→J8⑧→J5⑨。注塑机采用宁波海天塑机集团有限公司2600吨注塑机，型号：HTF2600X2。
相应的，各深孔结构2模具的减胶限流结构形成块3B1位置也根据料流方向进行了调整。
注塑过程： 
融胶——射胶——保压——冷却——开模——顶出——取件——合模——融胶……
改进后的后柱下装饰板1的注塑工艺见表1：
表1、改进后的后柱上装饰板(1)的注塑工艺
按照上述模具和工艺，解决了气纹以及其他外观缺陷，得到了外观良好的制品，使得顾客满意，并成功转入了批量生产。
注：
1、由于本发明中的深孔结构2的侧壁因两个减胶限流结构24并未使深孔结构2形成贯通侧壁的开放型结构，故命名为“侧壁封闭型深孔结构”。
2、深孔结构动模3A的型腔底部朝下——朝下大地。
3、后柱下装饰板1的材料为广州金发科技股份有限公司的PP+EPDM+TD20API-2515。
虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。
1宁波海天塑机集团有限公司2600吨注塑机。

Claims (9)

1.侧壁封闭型深孔结构，包括孔侧壁(23)，其特征在于：在相对料流方向的两侧的孔侧壁(23)内侧和/或外侧分别设置有减胶限流结构(24)。
2.如权利要求1所述的侧壁封闭型深孔结构，其特征在于：减胶限流结构(24)减小20～30％孔侧壁(23)壁厚。
3.如权利要求1或2所述的侧壁封闭型深孔结构，其特征在于：所述减胶限流结构(24)是在深孔结构(2)高度方向上贯通孔侧壁(23)的减胶槽。
4.如权利要求3所述的侧壁封闭型深孔结构，其特征在于：所述减胶槽的横截面为缝隙、多边形、半圆形或弓形。
5.如权利要求1至4所述的侧壁封闭型深孔结构的模具，包括深孔结构动模(3A)和深孔结构定模(3B)，其特征在于：还包括用于形成减胶限流结构(24)的两个减胶限流结构形成块(3B1)，所述减胶限流结构形成块(3B1)设置在深孔结构动模(3A)或者深孔结构定模(3B)上，或者两者都设置。
6.如权利要求5所述的侧壁封闭型深孔结构的模具，其特征在于：所述深孔结构动模(3A)包括镶拼式镶块(3A1)、.排气镶件一(3A2)、排气镶件二(3A3)、排气镶件三(3A4)；排气镶件二(3A3)套装在排气镶件一(3A2)，将排气镶件一(3A2)固定在后柱下装饰板(1)的动模(4)上；排气镶件三(3A4)套装在排气镶件二(3A3)外侧，将排气镶件二(3A3)固定在动模(4)上；镶拼式镶块(3A1)套装在排气镶件三(3A4)外，将排气镶件三(3A4)固定在动模(4)上，镶拼式镶块(3A1)具有镶拼式镶块定位螺钉孔(3A5)。
7.如权利要求5所述的侧壁封闭型深孔结构的模具，其特征在于：在深孔结构动模(3A)上、注塑方向的去向一侧孔侧壁(23)对应的位置设置有排气镶件。
8.如权利要求5、6或7所述的侧壁封闭型深孔结构的模具，其特征在于：所述深孔结构动模(3A)的型腔底部朝下。
9.如权利要求5至8所述侧壁封闭型深孔结构的模具的注塑方法，其特征在于：通过所述模具注塑所述深孔结构(2)时，将料流方向调整为使两侧的减胶限流结构形成块(3B1)分别位于料流方向的两侧，限制了C料流流向原困气点的流量，并使C料流流向没有阻力的深孔结构(2)顶端，让空气从深孔结构动模(3A)型腔底部的排气机构排除，避免出现困气。
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