汽車車燈主要是用做照明，可以說是汽車的眼睛，車燈是對所有汽車照明系統(tǒng)的統(tǒng)稱。汽車車燈外觀要求高，幾個重要零件都是透明件，電鍍件等，可以說汽車外觀要求最高的零件就是車燈，因而對模具設(shè)計與制造要求極高。

一般汽車的主要燈飾件就是前后大燈。車燈不同的車系有不同配置，同一車系依據(jù)高低配置也不盡相同。組成汽車前后燈的主要零件有：左右透鏡.左右裝飾框.左右燈殼.左右反射鏡等，汽車車燈的外觀要求極為嚴格。

汽車前大燈組裝效果如圖1所示：

△圖1 汽車前大燈組裝效果圖

△圖2 汽車前大燈架構(gòu)與效果圖

△圖3 汽車后大燈架構(gòu)與效果圖

△圖4 汽車車燈主要零件圖

車燈的組成：

圖4所示為汽車車燈的主要零件，組成汽車前后燈的主要零件有：左右透鏡.左右裝飾框.左右燈殼.左右反射鏡等。汽車車燈的外觀要求極為嚴格，本文選取某名牌汽車前大燈模具進行介紹。

△圖5 汽車前大燈功能定義圖

前大燈采用H7作為遠近光光源，通過一個電機和擋片進行遠近光切換；位置燈采用8顆LED，并帶有單獨的位置燈配光鏡；轉(zhuǎn)向燈采用PY21W作為光源，無單獨配光鏡，透鏡上可以做適當?shù)幕y。裝飾框局部做磨砂效果，磨砂區(qū)域如圖6所示，其余部分高亮。

△圖6 汽車前大燈磨砂位置

通過圖5與圖6所示：外觀可觀察到本大燈的零件有：透鏡.裝飾框.裝飾眉片.燈殼等，還有部分零件在大燈內(nèi)部不可見。下面以此款車燈為例，介紹汽車前大燈燈殼塑件的模具設(shè)計經(jīng)驗與要點。

本文以汽車前大燈燈殼零件為例，詳細介紹汽車燈殼注塑模具的設(shè)計要點與技術(shù)總結(jié)。汽車燈殼零件如圖7所示：

△圖7 汽車前大燈燈殼零件圖

1. 塑件外觀要求與結(jié)構(gòu)分析

圖7所示為某品牌汽車前大燈燈殼零件圖，材料為PP+TD2，其中PP為燈殼外罩的基體，TD2是材料中加入2%的滑石粉，主要是提高燈殼外罩的剛性。非外觀件，屬內(nèi)部功能件。塑件尺寸為：475.3*355.6*291.4mm。塑件特點如下：

1）非外觀件，塑件外觀面不允許有斑點，收縮凹陷.熔接痕.飛邊等缺陷（外觀縮痕要求不是很高）；

2）塑件為內(nèi)部功能件，燈頭孔.后蓋孔等裝配要求高；

3）塑件外形復雜，塑件外側(cè)面有6處倒扣，燈殼除了燈頭孔非左右鏡像外，其余特征都是左右鏡像；

4）塑件外側(cè)面共有6處倒扣，需采用側(cè)向抽芯結(jié)構(gòu)；

5）根據(jù)塑件特征，燈殼塑件有粘定模風險，塑件設(shè)計需預防粘定模。

2. 模具結(jié)構(gòu)分析

根據(jù)汽車燈殼的結(jié)構(gòu)特點與外觀要求，模具優(yōu)先采用熱流道注塑模結(jié)構(gòu)。經(jīng)模流分析結(jié)果與技術(shù)討論，最終采用2點開放式熱流道直接進膠。本模具S1，S2，S3，S4，S5，S6由于在塑件外側(cè)，倒扣面積大，因此優(yōu)先采用動模“斜導柱+滑塊”的抽芯結(jié)構(gòu)。本模具最大外形尺寸為：12*95*82（mm）,總重量約8噸，屬于大型注塑模具。詳細結(jié)構(gòu)見圖8、圖9、圖1。

△圖8 汽車燈殼注塑模具結(jié)構(gòu)圖1

△圖9 汽車燈殼注塑模具結(jié)構(gòu)圖2

△圖1汽車燈殼注塑模具結(jié)構(gòu)圖3

1.面板；2.熱流道板；3.導柱；4.A板；5.承壓板；6.導套；7.動模鑲件；8.司筒；9.B板；1.頂針板導柱；11.方鐵；12.頂針板導套；13.底板；14.鎖模塊；15.復位塊；16.復位桿；17.支撐柱；18.復位彈簧19.彈弓膠；2.垃圾釘；21.限位柱；22.推桿面板；23.推桿底板；24.動模鑲件；25.滑塊；26.彈簧；27.斜導柱；28.耐磨塊；29.耐磨塊；3.動模鑲針；31.定模鑲件；32.定模鑲件；33.二級熱嘴；34.動模鑲件；35.承壓板；36.斜導柱固定塊；37.斜導柱；38.耐磨塊；39.限位塊；4.滑塊；41.滑塊固定座；42.耐磨塊；43.頂針；44.司筒；45.司筒針；46.司筒針壓塊；47.斜導柱固定塊；48.耐磨塊；49.斜導柱；5.滑塊；51.限位塊；52.耐磨塊；53.動模鑲件；54.動模鑲件；55.斜導柱固定塊；56.耐磨塊；57.斜導柱；58.滑塊；59.限位塊；6.耐磨塊；

2.1成型零件設(shè)計

由于模具為大型模具，分型面復雜，故成型零件和模板采用一體式結(jié)構(gòu)，即模具的定模A板就是定模成型零件，模具的動模B板就是動模成型零件。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊，強度剛性好，模具體積小，避免了開框、配框和制造斜楔等繁瑣的工序。

本模具設(shè)計時還做到了以下幾點：

1. 分型面順滑無尖角，無薄鋼，無線或點封膠；構(gòu)建了面封膠，在分模時使用延伸，掃掠，網(wǎng)格等做面方法，分型根據(jù)塑件的形狀構(gòu)建面，車燈模具分型面要求極高，不允許構(gòu)建的面起皺。構(gòu)建的分型面能有效保證CNC加工精度，不需EDM清角，分型面也不容易跑毛邊。車燈模具分型面光刀時需高速機，機床主軸轉(zhuǎn)速保證每分鐘至少2轉(zhuǎn)以上。

2. 鑲件與動模的配合部分，止口根部設(shè)計了合適的工藝倒R角或避空位，簡化了加工工序和減少加工工時，提高加工效率。

3. 所有非成型轉(zhuǎn)角設(shè)計R角，防止應(yīng)力開裂，工藝R角不小于R5，根據(jù)模具大小，盡可能設(shè)計比較大的工藝R角；模具上銳利的棱邊容易造成操作人員意外受傷，模具上非參與成型或配合的棱邊都要設(shè)計倒C角或R角，根據(jù)模具大小盡可能設(shè)計比較大的倒角。

4. 分型面的避空：模具分型面寬度為4MM，分型面以外的區(qū)域定動模都要避空1MM,以有效減少加工工時。分型面的避空不僅指外圍分型面，也包括大面積的分型面。特別說明：模具分型面的寬度包括排氣槽在內(nèi)。在大面積的避空處要設(shè)計承壓塊，以保證模具受力均勻，避免模具長期生產(chǎn)跑披鋒，在砰穿孔區(qū)域設(shè)計避空的同時，還要在定?；蛘邉幽ＴO(shè)計排氣孔，方便定動模合模時壓縮的空氣排出。

5. 分型面根據(jù)塑件形狀構(gòu)建，必要時對塑件進行優(yōu)化處理。對于中大型模具，承壓板槽盡量開通，方便CNC加工。設(shè)計分型面時盡量以簡化模具加工，平整順滑為原則，做出的分型面無薄鋼，無尖角，插穿角度合理。

6. 分型面圓滑平整，UG分模時禁止出現(xiàn)很多碎面小面（CNC加工時易彈刀，加工精度降低），盡量用延伸面，網(wǎng)格面，掃掠面構(gòu)建分型面，或者先延伸1-2mm封膠面，再做拉伸面與過渡面，封膠面根據(jù)注塑機噸位與模具的大小設(shè)計。

7. 分型面或者插穿孔所有插穿角度設(shè)計在7度以上，提高模具使用壽命。

8. 對于汽車中大型模具，鑲件設(shè)計盡量優(yōu)先從分型面裝拆的方式，塑件膠位面可采取堵銅處理，鑲件需兩側(cè)設(shè)計5度斜度，方便配模與裝拆鑲件。

2.2澆注系統(tǒng)設(shè)計

塑件通過模流分析，澆注系統(tǒng)采用2點開放式熱流道直接進膠。在設(shè)計模具時，在熱嘴區(qū)域以及熱嘴正對著的動模區(qū)域，要設(shè)計冷卻水來加強對熱嘴區(qū)域的冷卻，避免熱嘴出現(xiàn)流延，拉絲, 澆口殘留過高的現(xiàn)象發(fā)生。本模具為開放式熱流道進膠，在設(shè)計熱流道時要注意以下幾點：

1. 熱流道固定板涉及走線區(qū)域需要設(shè)計工藝R角，避免劃傷電線。走線區(qū)域為了便于CNC加工，盡量走直線，少拐彎。

2. 設(shè)計熱流道時需要仔細檢查熱流道插座的位置是否符合客戶要求。

3. 模具的主射嘴必須低于面板至少2MM，以防翻模時碰壞熱嘴。

4.液壓系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)連接在非操作側(cè)，不可超出碼模板，如果超出碼模板就需要設(shè)計保護板，或者將液壓系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)沉入模板內(nèi)側(cè)，起到保護熱流道元件，避免液壓系統(tǒng)與電氣元件被撞壞的現(xiàn)象發(fā)生。

本模具澆注系統(tǒng)采用熱流道直接進膠，進膠點直接設(shè)計在塑件表面，這樣的設(shè)計料流速度快，注塑周期短，成型質(zhì)量好。

圖11汽車燈殼注塑模具熱流道設(shè)計

2.3側(cè)向抽芯機構(gòu)設(shè)計

每個塑件均有6個倒扣，模具分別由S1,S2,S3,S4,S5,S6六個側(cè)向抽芯機構(gòu)完成側(cè)向抽芯。均采用了“動?；瑝K+斜導柱+定位夾”的抽芯機構(gòu)，由滑塊25、斜導柱27、斜導柱固定塊36、定位夾26、限位塊39和耐磨塊28組成，見圖12。這種結(jié)構(gòu)加工簡單，抽芯動作安全穩(wěn)定可靠。

設(shè)計滑塊時優(yōu)先采用機械驅(qū)動結(jié)構(gòu)，因為機械驅(qū)動最穩(wěn)定可靠，且節(jié)省成本?；瑝K的設(shè)計原則是：

1.優(yōu)先左右側(cè)，次選天地側(cè)，天側(cè)設(shè)計滑塊需要設(shè)計彈簧或定位夾定位。地側(cè)滑塊不設(shè)計彈簧，因為滑塊憑著自身重量開模時會下掉，可以設(shè)計定位夾代替彈簧。

2.優(yōu)先常規(guī)滑塊，次選斜滑塊。因為斜滑塊加工難度大，成本高，結(jié)構(gòu)更復雜，常規(guī)滑塊更安全可靠。塑件排位時應(yīng)盡量避免滑塊和斜頂產(chǎn)生復合抽芯角度（即相互發(fā)生干涉），減小模具加工的難度，見圖7。圖7所示的滑塊需朝上和朝右兩個方向抽芯，加工困難。更改排位后，滑塊只需朝上抽芯，加工簡單。

3.滑塊的設(shè)計需遵循動模優(yōu)先原則，能動模滑塊不定模滑塊，能常規(guī)滑塊不斜滑塊，能斜滑塊不隧道滑塊。

△圖12滑塊設(shè)計要點

△圖13汽車燈殼滑塊側(cè)向抽芯機構(gòu)

2.4溫度控制設(shè)計

汽車前大燈燈殼尺寸精度高，模具溫度控制系統(tǒng)設(shè)計要保證冷卻均勻和快速冷卻。要做到這一點，冷卻水道距離型腔面必須大致相等，以達到模具型腔各處溫度大致均衡。因為燈殼外形落差大，所以本模具的溫度控制系統(tǒng)采用了“垂直式水管+隔片式水井”的組合形式，

見圖14與圖15所示。本模具冷卻充分，水路設(shè)計均勻合理，因此大大提升了塑件的生產(chǎn)效率，成功將注塑周期控制在4S左右。

圖14（a）定模冷卻系統(tǒng)

圖15(b)動模冷卻系統(tǒng)

2.5導向定位系統(tǒng)設(shè)計

本模具在4個角上各設(shè)計了1支D6*445圓導柱。（導柱最長做到1倍直徑）導柱安裝在定模側(cè)，由于塑件開模后留在動模側(cè)，這樣就不會影響塑件取出，同時避免塑件粘上導柱上的油污。

導柱在翻模時還可作為支撐腳用，方便FIT模，如圖16所示。圓形導柱的長度必須保證合模時，在斜導柱插入滑塊之前2mm就插入導套，否則在模具制造和生產(chǎn)中會帶來很大的麻煩，嚴重時會損壞模具。模具導向系統(tǒng)的設(shè)計必須注意三級定位的設(shè)計，特別是要求高的汽車塑件。

模具導向定位設(shè)計不合理會造成模具運動不順暢，模具易損壞，定動模錯位，塑件出現(xiàn)段差等問題，是注塑模具至關(guān)重要的系統(tǒng)。

△圖16汽車燈殼注塑模具導向定位系統(tǒng)

一級定位是指模具導柱的定位，是模具的初級定位，通過定動模導柱與導套的相互配合來完成定動模的定位。定位精度取決于模胚孔的加工精度與導柱導套的尺寸精度，模胚孔加工不準會造成導柱插燒。導柱同時也是承受模胚重量的主要零件，設(shè)計時要考慮其強度與長度，太長太弱的導柱也會造成模具定位不準與導柱插燒等問題。根據(jù)經(jīng)驗，導柱最長做到其直徑的1倍。

導柱導套的作用可歸納為3點：

1.對活動的零件進行準確的導向與定位。

2.支撐模具重量。

3.保護模具成型零件。

一般導柱的直徑大小按LKM標準來選擇，非標模具導柱的直徑大小可以參考LKM標準，位置可以按圖17所示標準設(shè)計，模具的導柱直徑最大一般只能做到8mm。導柱長度要保證能夠高出模具最高面3mm,有滑塊的模具保證在斜導柱插入滑塊之前2mm進入導套，如圖18。

在注塑生產(chǎn)過程中經(jīng)常要對導柱導套做保養(yǎng)潤滑，避免導柱導套摩擦。模具碼模不緊與機臺前后板的不平行也是造成導柱定位不準與插燒的原因。綜上所述，模具的一級定位至關(guān)重要。

二級定位指模具止口以及四面圍邊式的定動?；ユi定位，二級定位主要是模胚的定位。定位精度要高于導柱導套的定位。止口上耐磨塊槽盡量要配合加工，保證定動模的配合精度。耐磨塊材料采用熱處理材料CR12，在耐磨塊摩擦面要有油槽潤滑，耐磨塊可以有效保護模具上的薄弱插穿面，對精密模具與汽車模具來說二級定位非常重要。模具插穿面容易造成磨損與塑件易出現(xiàn)飛邊問題。這一點需要特別引起重視。

三級定位是指模仁上設(shè)計止口定位，主要保護模具插穿面精確定位。模仁上止口的定位是定動模仁上的精準定位，是有效保護模仁上插穿面的機構(gòu)，同時也承受注塑的側(cè)向壓力。設(shè)計時不能向同一方向設(shè)計，需互鎖，避免模具向一側(cè)傾斜打滑，如圖19。止口在加工與合配模具時插穿要比模仁上緊，需要設(shè)置合理的加工公差，盡量采用機床加工精度保證其配合精準，避免人工配合。這一點對汽車模具與精密模具尤為重要，止口高度設(shè)計需比模仁最高面高5-1mm,可有效保護模仁面。

汽車注塑模具的三級定位一級比一級準確，三級定位對于汽車模具與精密模具影響重大。是保證塑件質(zhì)量與模具導向定位的關(guān)鍵，對于其它模具也同樣適用。如果塑件沒有任何插穿面與外觀紋面時可以省掉部分定位設(shè)計，其余都要設(shè)計三級定位，并且要保證精度。

△圖17導柱位置設(shè)計標準

△圖18圓導柱強度與長度設(shè)計參考

受力不平衡,有側(cè)滑趨勢

圖19止口設(shè)計要點

3. 模具工作過程

熔體通過注塑機噴嘴，經(jīng)熱嘴33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13，模具從分型面PLⅠ處開模。開模5mm后，塑件所有滑塊在斜導柱的驅(qū)動下與塑件脫離。注塑機油缸推動推件固定板22，推件固定板推動推桿16，接著油缸繼續(xù)作用，頂出75mm后，塑件與動模分離，塑件經(jīng)過機械手取件后，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，模具開始下一次注射成型。

5. 模具排氣系統(tǒng)設(shè)計

汽車注塑模具一般較大，排氣系統(tǒng)的設(shè)計相當重要。如果排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，會嚴重影響塑件的質(zhì)量，出現(xiàn)包括填充不滿、困氣、脫模不順等注塑缺陷，嚴重時產(chǎn)品分型面處還會出現(xiàn)燒焦痕跡。汽車前大燈燈殼屬于內(nèi)部功能件，合理設(shè)計排氣是至為重要的。本模具排氣開設(shè)在分型面上，根據(jù)塑件特征，排氣槽開設(shè)在動模上。這種排氣槽加工方便快捷，可以直接CNC加工出來。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痕。

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。

本模具排氣設(shè)計在動模側(cè)的分型面上，如圖22所示。

△圖22 汽車燈殼注塑模具排氣系統(tǒng)設(shè)計

6. 結(jié)果與討論

汽車燈殼塑件很容易出現(xiàn)粘定模的現(xiàn)象，解決車燈燈殼塑件粘定模的前期設(shè)計預防一般是：

1. 模具設(shè)計前檢查塑件抱緊力大的區(qū)域的脫模斜度是否大于3度以上，盡量設(shè)計在5度以上，避免粘定模與塑件拖傷。

2. 在塑件容易粘模與包緊力大的內(nèi)側(cè)面設(shè)計倒扣紋，倒扣紋深度在.5~1m之間，倒扣紋設(shè)計在靠近塑件的圓角處。

3. 塑件定模包緊力大處其相對應(yīng)的塑件內(nèi)側(cè)面設(shè)計加強筋，或者在推桿上設(shè)計倒扣勾。

本模具設(shè)計中塑件抱緊力大的區(qū)域由于出模斜度在5度以上，且在動模側(cè)設(shè)計了.5mm深的倒扣紋，因此模具頂出脫模順利，各機構(gòu)運動順暢，模具安全穩(wěn)定可靠，模具沒有粘定模的現(xiàn)象，成功解決了燈殼類塑件粘定模的問題。該車型模具試產(chǎn)后，裝車效果良好，尺寸穩(wěn)定。改款車燈車展中得到了客戶的認可與好評，為客戶創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟效益。

鑲件和滑塊座的連接方式那么多，你知道哪個最好用嗎？

方式一：利用T位進行限位，鏍釘鎖死。加工方式也簡單，滑塊座割一個通槽，攻幾個鎖鑲件的牙，就可以了。更換鑲件也方便，甚至都不需要拆模都可以換鑲件，缺點就是鑲件左右缺少定位。

加工方式簡單，滑塊座割一個通槽：

方式二：鑲行位鑲件，用鏍絲拉緊，常見于行位稍大些的場合，行位座與介子分開加工，可以采用不同的料并方便改模。

不過要注意的是，如果螺絲和斜導柱孔干涉時，螺絲要深進去，避免和斜導柱產(chǎn)生碰撞。

方式三：在多個小型芯時，采用壓板的方式，最好如圖所示，壓板下端有一平臺進行定位。

方式四： 在行位座上線割一趨位，常用于過橋的行針，不過如果并排的針太多，這樣的方式可能在裝模的時候不好裝，因為鑲針行位上并沒有完全固定住，如下圖。

方式五： 常見的鑲針固定形式，底部用無頭鏍絲鎖緊，加工方便。不過要注意避開斜導柱孔。

方式六： 原身留，常見于較小的行位，這種做法基本淘汰，最大的缺點是修改更換不方便，重做的工作量太大！