CN112873744A - 一种轻量化汽车门板注塑模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轻量化汽车门板注塑模具，包括定模座、浇口套、型腔板、型腔、直浇道、导孔、导套、导柱、型芯板、复合型芯、垫块、顶料仓、顶板、顶杆固定板、设于所述型芯板的顶料孔、可拆卸安装于所述顶杆固定板且滑动连接于所述顶料孔的顶杆、设于所述型芯板的复位孔、固定连接于所述顶杆固定板且滑动连接于所述复位孔的复位杆、固定连接于所述垫块的动模座和固定连接于所述动模座的上料机构；所述型腔内设有一级成型机构和二级成型机构；所述型芯上设置有嵌套机构；本发明通过设置了多级成型机构，实现在同一副模具中实现两种工艺材料的复合成型，简化了复合汽车门板的成型工艺，提高了复合汽车门板的成型质量。

Description

一种轻量化汽车门板注塑模具

技术领域

本发明属于模具制造技术领域，尤其是涉及一种轻量化汽车门板注塑模具。

背景技术

汽车内门板的发展经历了铝合金压铸成型门板、金属板材冲压成型门板及目前的塑料PP长波纤注塑成型门板三个阶段。随着市场的竞争越来越激烈，新技术，新材料开始运用在汽车内门板的开发中，汽车内门板的发展将进入第四阶段，有机板材（organo板材）+塑料PP长波纤复合成型门板，也就是说在内门板的相当的部位用有机板材来替代塑料。

有机板材，也就是我们所说的碳纤维材料。这类创新型技术的应用能达到的效果如下：1，汽车内门板能实现最大程度的轻量化；2，降低成本，得到具有复杂结构和功能的零件；3，基于有机板材本身的性能，进一步提高复合成型的内门板的强度。

根据目前使用的国内材料厂家金发科技提供的有机板材的强度数据，用在汽车内门板的有机板材的厚度为0.6mm，这个有机板材的强度特性与金属是相当的。

采用这种有机板材复合成形的汽车内门板,通过理论计算，相对于第三阶段的塑料PP长波纤注塑成型门板，其重量最多可减轻37%，但是这种复合汽车内门板的加工由于采用两种不同的材料，其通常需要采用二次成型的方法，即先将碳纤维板材模压成型，然后将模压成型后的碳纤维板材固定在注塑模具的型腔13内进行二次注塑成型。这种工艺效率低且加工成本较高，而且工艺复杂，碳纤维成型之后再次置于模具中进行加热，会一定程度上破坏碳纤维的结构，降低碳纤维材料的强度和耐久度，降低车门的使用寿命；这种工艺生产的复合门板两种材料的结合度不高，边缘处很容易出现剥离现象，影响使用，以上问题限制了复合汽车内门板发展应用。

发明内容

本发明为了克服现有技术的不足，提供一种一次成型复合材料的一种轻量化汽车门板注塑模具。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种轻量化汽车门板注塑模具，包括定模座、固定安装于所述定模座的浇口套、固定连接于所述定模座的型腔板、设于所述型腔板的型腔、设于所述型腔板的直浇道、设于所述型腔板的导孔、滑动连接于所述导孔的导套、滑动连接于所述导套的导柱、固定连接于所述导柱的型芯板、设于所述型芯板上的复合型芯、固定连接于所述型芯板的多个垫块、设于所述垫块之间的顶料仓、滑动连接于所述顶料仓的顶板、固定连接于所述顶板的顶杆固定板、设于所述型芯板的顶料孔、可拆卸安装于所述顶杆固定板且滑动连接于所述顶料孔的顶杆、设于所述型芯板的复位孔、固定连接于所述顶杆固定板且滑动连接于所述复位孔的复位杆、固定连接于所述垫块的动模座和固定连接于所述动模座的上料机构；其特征在于:所述型腔内设有一级成型机构和二级成型机构；所述型芯上设置有嵌套机构；将模具安装在卧式注塑机上，在注塑机的压力下型芯板、垫块、顶杆固定板、顶板和动模座沿着导套滑动，型芯与型腔扣合，处于合模状态，一级成型机构启动，使汽车门板的一级材料成型，之后，在不开模的情况下启动二级成型机构，注塑机将熔融物料通过浇口套、直浇道进入型腔，并在注塑机的被压作用下将整个型腔填充，并与一级材料进行物理结合，经过保压之后，打开模具，顶板带动顶杆固定板个顶杆对型腔内的产品进行挤压，完成复合汽车门板的一次成型；通过在一副模具中设立了两道成型机构，可以按一定顺序完成两种材料的成型和物理结合，省去了碳纤维板的搬运和夹持，简化了加工工序，提高了成型效率，节约了成本；同时，免去了碳纤维板层的二次加热，减少了对碳纤维板内部结构的损害，进一步保证了成型汽车门板的强度和耐久度。

所述上料机构包括固定连接于所述动模座的多个固定架、可转动安装于所述固定架的输出辊、可转动连接于所述固定架的收集辊、套设于所述收集辊与所述输出辊的预浸料；所述收集辊上设有伺服电机；在进行每一次的合模时，伺服电机会启动，带动收集辊旋转，输出辊上的预浸料会逐渐向收集辊上转移，同时将预浸料铺设在型芯与型腔之间，完成碳纤维的自动上料；自动上料可以提高生产效率，可以实现自动化流水线大批量生产。

所述一级成型机构包括设于所述型芯板的输送槽、设于所述输送槽的封闭槽、固定连接于所述型腔板的封闭板、设于所述型芯板的模压槽、设于所述型腔板的伸缩槽、滑动连接于所述伸缩槽的模压板；所述封闭槽与所述封闭板的外边缘锋利；所述型芯板内设置有温度控制结构；当预浸料铺设完毕之后，型芯与型腔继续合并，模压板将预浸料挤压在模压槽中，使预浸料完全贴合于模压槽和模压板的表面，进一步地，封闭板与封闭槽扣合，将预浸料的边缘压紧并固定，同时，由于封闭槽和封闭板的外边缘锋利，在挤压过程中，封闭板的外边缘会将预浸料沿着封闭槽的轮廓剪下，使进入模压槽的预浸料与预浸料卷分离，之后设于所述型芯板的温度控制机构启动，对预浸料进行加热固化，并保压一段时间，完成碳纤维层的模压加工；在扣合过程中，可以将参与成型的预浸料通过封闭槽和封闭板切下，这样能够保证在脱模时，已经成型的汽车门板可以顺利脱模，而不会影响到其他预浸料，预浸料的下次更换铺设也可以顺利进行，不会受到影响；输送槽是给预浸料留设的补偿空间，使得预浸料的自有厚度不会影响到合模精度；封闭槽和封闭板可以使模压槽内保持密封状态，有利于碳纤维板的成型。

所述嵌套机构包括设于所述输送槽表面的多个启动孔、滑动连接于所述启动孔的启动销、设于所述启动销一侧的嵌件、固定连接于所述启动销的限位块、设于所述限位块上的启动斜面、连接所述限位块与所述启动孔的复位弹簧和固定连接于所述型腔板的挤压销钉；在进行合模时，挤压销钉进入启动孔，并对启动斜面产生压力，进一步，限位块带动启动销沿着启动孔滑动，嵌件从启动孔中滑出，预浸料包裹在嵌件上并在固化后形成凸起，等到二级成型机构开始时，熔融物料会粘接在碳纤维板的表面，进一步在凸起处将凸起包裹并固化，形成嵌套结构，在车门板成型之后，碳纤维板和注塑玻纤板除了有常规的表面粘结作用外，还有更加牢固的嵌套结构相互连接，从而增加了两层复合结构之间的连接可靠性，增加了符合汽车门板的强度和耐久度。

所述二级成型机构包括设于所述型腔板的多个升降仓、固定连接于所述模压板的且滑动连接于所述升降仓的控制柱、设于所述控制柱的控制螺纹、套设于所述控制柱且滑动连接于所述升降仓的启动转子、设于所述启动转子上的同步齿轮、套设于所述同步齿轮的同步皮带、设于所述同步齿轮的启动斜齿轮、可拆卸安装于所述型腔板的控制电机、固定连接于所述控制电机的输出齿轮、与所述启动斜齿轮与所述输出齿轮啮合的轴杆；当碳纤维层固化完毕后，开始进行二次成型，控制电机启动，带动输出齿轮转动，进一步带动轴杆转动，进一步，启动斜齿轮转动，启动转子转动，在螺纹的作用下，带动控制柱沿着升降仓上升，进一步，开始进行玻纤塑料的注塑工作，并在注塑完成之后进行保压，开模之后，即可完成轻量化的复合汽车门板；通过控制电机控制模压板的高度，进一步控制模压槽与模压板的间隙，使模压槽可以在免开模的情况下完成两次成型，并且可以通过模压板的高度控制每一层材料的成型壁厚，智能化较高；通过螺纹控制控制柱的升降，可以实现模压板位置的精准控制，同时避免型腔内的材料压力使模压板产生位移；采用多个控制柱同步控制，可以减少模压板的形变，提高模压板的运动精度。

所述镶块上设有横浇道和内浇道；所述镶块上设有排气口；所述型腔板内设有溢流仓；所述镶块上还设有连通溢流仓与所述排气口的溢流道；所述溢流道为大曲率的弯曲流道；将横浇道和内浇道设置在镶块上，避免浇道被预浸料所遮盖，影响注塑工作的正常进行；由于封闭槽和封闭板的作用，型芯和型腔基本处于封闭状态，溢流仓可以暂时将型腔中的气体进行收纳，避免出线排气不畅的现象；大曲率的弯曲流道可以增加熔融物料在流道中的流动阻力，避免熔融物料过多的进入溢流仓，引起浪费。

综上所述，本发明具有以下优点：通过在一副模具中设立了两道成型机构，可以按一定顺序完成两种材料的成型和物理结合，省去了碳纤维板的搬运和夹持，简化了加工工序，提高了成型效率，节约了成本；同时，免去了碳纤维板层的二次加热，减少了对碳纤维板内部结构的损害，进一步保证了成型汽车门板的强度和耐久度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的俯视图。

图3为图2沿A-A剖开的剖视立体图。

图4为图3中A处的放大图。

图5为本发明中型芯的俯视图。

图6为图5中B处的放大图。

图7为本发明中型腔的俯视图。

具体实施方式

为了使技术领域的人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

如图1-7 所示，一种轻量化汽车门板注塑模具，包括定模座1、浇口套11、型腔板12、型腔13、直浇道14、导孔15、导套16、导柱17、型芯板18、复合型芯19、垫块110、顶料仓111、顶板112、顶杆固定板113、顶料孔114、顶杆115、复位孔116、复位杆117、动模座118、上料机构2；所述浇口套11固定安装于所述定模座1；所述型腔板12固定连接于所述定模座1；所述型腔13设于所述型腔板12；所述直浇道14设于所述型腔板12；所述导孔15设于所述型腔板12内；所述导套16滑动连接于所述导孔15；所述导柱17滑动连接于所述导套16；所述型芯板18固定连接于所述导柱17；所述复合型芯19设于所述型芯板18上；所述垫块110共两个固定连接于所述型芯板18；所述顶料仓111设于所述垫块110之间；所述顶板112滑动连接于所述顶料仓111；所述顶杆固定板113固定连接于所述顶板112；所述顶料孔114设于所述型芯板18；所述顶杆115可拆卸安装于所述顶杆固定板113且滑动连接于所述顶料孔114；所述复位孔116设于所述型芯板18；所述复位杆117固定连接于所述顶杆固定板113且滑动连接于所述复位孔116；所述动模座118固定连接于所述垫块110；所述上料机构2固定连接于所述动模座118；所述型腔13内设有一级成型机构3和二级成型机构4；所述型芯上设置有嵌套机构5；

所述上料机构2包括固定架21、输出辊22、收集辊23、预浸料24；所述固定架21共两个固定连接于所述动模座118；所述输出辊22可转动安装于所述固定架21；所述收集辊23可转动连接于所述固定架21；所述预浸料24套设于所述收集辊23与所述输出辊22；所述收集辊23上设有伺服电机；

所述一级成型机构3包括输送槽31、封闭槽32、封闭板33、模压槽34、伸缩槽35、模压板36；所述输送槽31设于所述型芯板18；所述封闭槽32设于所述输送槽31；所述封闭板33固定连接于所述型腔板12；所述模压槽34设于所述型芯板18；所述伸缩槽35设于所述型腔板12；所述模压板36滑动连接于所述伸缩槽35；所述封闭槽32与所述封闭板33的外边缘锋利；所述型芯板18内设置有温度控制结构。

所述嵌套机构5包括启动孔51、启动销52、嵌件53、限位块54、启动斜面55、复位弹簧56、挤压销钉57；所述启动孔51共四个设于所述输送槽31表面；所述启动销52滑动连接于所述启动孔51；所述嵌件53设于所述启动销52一侧；所述限位块54固定连接于所述启动销52；所述启动斜面55设于所述限位块54上；所述复位弹簧56连接所述限位块54与所述启动孔51；所述挤压销钉57固定连接于所述型腔板12。

所述二级成型机构4包括升降仓41、控制柱42、控制螺纹43、启动转子44、同步齿轮45、同步皮带46、启动斜齿轮47、控制电机48、输出齿轮49、轴杆410；所述升降仓41共五个设于所述型腔板12；所述控制柱42固定连接于所述模压板36的且滑动连接于所述升降仓41；所述控制螺纹43设于所述控制柱42；所述启动转子44套设于所述控制柱42且滑动连接于所述升降仓41；所述同步齿轮45设于所述启动转子44上；所述同步皮带46套设于所述同步齿轮45；所述启动斜齿轮47设于所述同步齿轮45；所述控制电机48可拆卸安装于所述型腔板12；所述输出齿轮49固定连接于所述控制电机48；所述轴杆410与所述启动斜齿轮47与所述输出齿轮49啮合。

所述型腔板上设有镶块6；所述镶块6上设有横浇道61和内浇道62；所述镶块6上设有排气口63；所述型腔板12内设有溢流仓64；所述镶块6上还设有连通溢流仓64与所述排气口63的溢流道65；所述溢流道65为大曲率的弯曲流道。。

具体工作过程如下：

将模具安装在卧式注塑机上，在注塑机的压力下型芯板18、垫块110、顶杆固定板113、顶板112和动模座118沿着导套16滑动，型芯与型腔13扣合，处于合模状态，一级成型机构3启动，使汽车门板的一级材料成型，之后，在不开模的情况下启动二级成型机构4，注塑机将熔融物料通过浇口套11、直浇道14进入型腔13，并在注塑机的被压作用下将整个型腔13填充，并与一级材料进行物理结合，经过保压之后，打开模具，顶板112带动顶杆固定板113个顶杆115对型腔13内的产品进行挤压，完成复合汽车门板的一次成型；

所述收集辊23上设有伺服电机；在进行每一次的合模时，伺服电机会启动，带动收集辊23旋转，输出辊22上的预浸料24会逐渐向收集辊23上转移，同时将预浸料24铺设在型芯与型腔13之间，完成碳纤维的自动上料；自动上料可以提高生产效率，可以实现自动化流水线大批量生产。

当预浸料24铺设完毕之后，型芯与型腔13继续合并，模压板36将预浸料24挤压在模压槽34中，使预浸料24完全贴合于模压槽34和模压板36的表面，进一步地，封闭板33与封闭槽32扣合，将预浸料24的边缘压紧并固定，同时，由于封闭槽32和封闭板33的外边缘锋利，在挤压过程中，封闭板33的外边缘会将预浸料24沿着封闭槽32的轮廓剪下，使进入模压槽34的预浸料24与预浸料24卷分离，之后设于所述型芯板18的温度控制机构启动，对预浸料24进行加热固化，并保压一段时间，完成碳纤维层的模压加工；

在进行合模时，挤压销钉57进入启动孔51，并对启动斜面55产生压力，进一步，限位块54带动启动销52沿着启动孔51滑动，嵌件53从启动孔51中滑出，预浸料24包裹在嵌件53上并在固化后形成凸起，等到二级成型机构4开始时，熔融物料会粘接在碳纤维板的表面，进一步在凸起处将凸起包裹并固化，形成嵌套结构，在车门板成型之后，碳纤维板和注塑玻纤板除了有常规的表面粘结作用外，还有更加牢固的嵌套结构相互连接，从而增加了两层复合结构之间的连接可靠性，增加了符合汽车门板的强度和耐久度；

当碳纤维层固化完毕后，开始进行二次成型，控制电机48启动，带动输出齿轮49转动，进一步带动轴杆410转动，进一步，启动斜齿轮47转动，启动转子44转动，在螺纹的作用下，带动控制柱42沿着升降仓41上升，进一步，开始进行玻纤塑料的注塑工作，并在注塑完成之后进行保压，开模之后，即可完成轻量化的复合汽车门板。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解

的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种轻量化汽车门板注塑模具，包括定模座（1）、固定安装于所述定模座（1）的浇口套（11）、固定连接于所述定模座（1）的型腔板（12）、设于所述型腔板（12）的型腔（13）、设于所述型腔板（12）的直浇道（14）、设于所述型腔板（12）的导孔（15）、滑动连接于所述导孔（15）的导套（16）、滑动连接于所述导套（16）的导柱（17）、固定连接于所述导柱（17）的型芯板（18）、设于所述型芯板（18）上的复合型芯（19）、固定连接于所述型芯板（18）的多个垫块（110）、设于所述垫块（110）之间的顶料仓（111）、滑动连接于所述顶料仓（111）的顶板（112）、固定连接于所述顶板（112）的顶杆固定板（113）、设于所述型芯板（18）的顶料孔（114）、可拆卸安装于所述顶杆固定板（113）且滑动连接于所述顶料孔（114）的顶杆（115）、设于所述型芯板（18）的复位孔（116）、固定连接于所述顶杆固定板（113）且滑动连接于所述复位孔（116）的复位杆（117）、固定连接于所述垫块（110）的动模座（118）和固定连接于所述动模座（118）的上料机构（2）；其特征在于:所述型腔（13）内设有一级成型机构（3）和二级成型机构（4）；所述型芯上设置有嵌套机构（5）；所述上料机构（2）包括固定连接于所述动模座（118）的多个固定架（21）、可转动安装于所述固定架（21）的输出辊（22）、可转动连接于所述固定架（21）的收集辊（23）、套设于所述收集辊（23）与所述输出辊（22）的预浸料（24）；所述收集辊（23）上设有伺服电机；

所述一级成型机构（3）包括设于所述型芯板（18）的输送槽（31）、设于所述输送槽（31）的封闭槽（32）、固定连接于所述型腔板（12）的封闭板（33）、设于所述型芯板（18）的模压槽（34）、设于所述型腔板（12）的伸缩槽（35）、滑动连接于所述伸缩槽（35）的模压板（36）；所述封闭槽（32）与所述封闭板（33）的外边缘锋利；所述型芯板（18）内设置有温度控制结构。

2.根据权利要求1所述的一种轻量化汽车门板注塑模具，其特征在于：所述嵌套机构（5）包括设于所述输送槽（31）表面的多个启动孔（51）、滑动连接于所述启动孔（51）的启动销（52）、设于所述启动销（52）一侧的嵌件（53）、固定连接于所述启动销（52）的限位块（54）、设于所述限位块（54）上的启动斜面（55）、连接所述限位块（54）与所述启动孔（51）的复位弹簧（56）和固定连接于所述型腔板（12）的挤压销钉（57）。

3.根据权利要求2所述的一种轻量化汽车门板注塑模具，其特征在于：所述二级成型机构（4）包括设于所述型腔板（12）的多个升降仓（41）、固定连接于所述模压板（36）的且滑动连接于所述升降仓（41）的控制柱（42）、设于所述控制柱（42）的控制螺纹（43）、套设于所述控制柱（42）且滑动连接于所述升降仓（41）的启动转子（44）、设于所述启动转子（44）上的同步齿轮（45）、套设于所述同步齿轮（45）的同步皮带（46）、设于所述同步齿轮（45）的启动斜齿轮（47）、可拆卸安装于所述型腔板（12）的控制电机（48）、固定连接于所述控制电机（48）的输出齿轮（49）、与所述启动斜齿轮（47）与所述输出齿轮（49）啮合的轴杆（410）。

4.根据权利要求3所述的一种轻量化汽车门板注塑模具，其特征在于：所述型腔板上设有镶块（6）；所述镶块（6）上设有横浇道（61）和内浇道（62）；所述镶块（6）上设有排气口（63）；所述型腔板（12）内设有溢流仓（64）；所述镶块（6）上还设有连通溢流仓（64）与所述排气口（63）的溢流道（65）；所述溢流道（65）为大曲率的弯曲流道。

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