3.WIMHTQD013进气歧管类模具设计规范

1、青岛华涛汽车模具有限公司三级文件文件编号WIM/HT-QD-013版 本 号A/0进气管类模具设计规范发行日期2014918页 次25/23编号修订日期修订内容修订者制定者审核批准012015.10.20增加内容5.5赵岩赵岩022016.5.30增加内容4.5.7赵岩目录1、目的32、适用范围33、进气歧管介绍33.1进气岐管功能介绍33.2进气岐管分类43.3 塑料进气岐管的优点54. 进气岐管模具设计要点及注意事项64.1浇注系统64.2 冷却系统74.3 顶出系统104.4 模具材料的选择114.5 模具尺寸公差控制125典型模具结构介绍151.目的加强对进气歧管各部分功能的认识，规范

2、进气歧管模具设计。2.适用范围 本标准适用于青岛华涛汽车模具有限公司模具设计部。3.进气歧管介绍3.1进气岐管功能介绍 进气歧管是发动机进气系统最重要的部件，决定着发动机的进气效率，对整机性能有非常大的影响。进气歧管固定在发动机的气缸盖上，是形状复杂的中空制品，承受气缸盖燃烧室燃料燃烧时传递的热量和振动。下图为进气歧管总成示意图3.2进气岐管分类 进气岐管按照发动机的类型分为汽油机和柴油机两种。 3.2.1 汽油机进气歧管分为自然吸气式和增压式两类，如下图所示：自然吸气式进气歧管功能图增压式进气歧管功能图3.2.2柴油机进气歧管分为一般柴油机进气歧管和带有可变涡流控制系统的进气歧管,如下图所示

3、： 一般柴油机进气歧管功能图 带有可变涡流控制系统的进气歧管功能图3.3 塑料进气岐管的优点 3.3.1 轻量化。跟传统铝制进气管相比，塑料进气管重量减轻4060%； 3.3.2 降低成本。塑料产品成本低于铝质产品，生产方式采用注塑成型、振动摩擦焊接的工艺， 具有工序少、生产效率高、加工和装配时间短的特点。3.3.3 塑料进气歧管的内表面非常光滑，气流阻力小，有利于提高充气效率，燃油燃烧得更 充分； 3.3.4 塑料进气歧管的导热性低于铝，气体进入燃烧室的温度降低，不仅改善了热启动性，还 可以提高发动机的效率和扭矩，减少废气排放。 3.3.5 降低噪音。这是因为尼龙（PA）本身具有减振消声和耐

4、磨性。 3.3.6 设计自由度大。4. 进气岐管模具设计要点及注意事项4.1浇注系统 塑料进气歧管材料多采用尼龙（PA66或PA6)填充25%40%的玻纤，尼龙是典型的的结晶性聚合物，相对于其它热塑性材料，其特点是熔点高、流动性差、易分解。我公司进气歧管模具均采用热流道进胶系统，前模板与注塑机之间要有至少5mm厚黄尼龙隔热板。 料温要严格控制： PA6填充玻纤一般控制在260280°C； PA66填充玻纤一般控制 在280300°C。 4.1.1 浇口的设计 浇口的设计原则应以各气道同时充满且料流平稳有序为原则。 浇口位置、数量及大小需经模流分析后最终确认。 4.1.2 流

5、道的设计 为提高产能降低成本，我公司的进气歧管模具尽量采用无冷流道设计，在不影响产品装 配及功能的前提下，进胶点直接设在产品上（客户有特殊要求除外）。 下图为常见的几种浇口方式： （a） （b） （c）a.浇口直接设在不影响外观及装配的产品表面上；b.浇口设在焊接筋的交叉处，浇口尺寸小于焊接筋宽度的1/3, 浇口比附近焊接平面低0.5mm；c.产品加胶， 如图示可以是半圆形，也可以是整圆形，以不影响装配为原则。 4.2 冷却系统 填充玻纤的尼龙材料对模具温度要求比较高,但是模温太高时产品变形较大，甚至出现烧焦现象；模温过低有利于减小产品变形，但是会导致玻纤外露，影响产品外观。 根据我公司试模经

6、验，前模一般需要接模温机，温度控制在70°80°左右，后模直接接冷却水，模温控制在50°C比较合适；对于尺寸要求高，而外观不重要的产品，前模温度可以适当降低。4.2.1冷却水路设计的一般原则 冷却水尽量为直通水路，避免水井和拐弯太多，相邻水路一进一出单独循环，见图4.2-1；模具中高而狭窄的成形部位采用铍铜镶拼结构，铍铜镶块必须有运水；前、后模进出水路超过5组时，需要设计集水器。图4.2-1水路直径的选择见下表 我公司部分客户对模具的水嘴及连接方式有要求，见附页。当客户无要求时，一般采用直头水嘴沉入模板，安装孔尺寸见图4.22，水嘴与水管要求耐压8bar, 耐温6

7、0°C。 4.2.2 缸盖结合法兰 缸盖结合法兰是进气歧管的基准，上面有重要的安装尺寸，此部位形状复杂、镶针孔较多不易运水，为了减小变形保证尺寸公差，法兰成形部分一般采用整块铍铜镶拼，铍铜内部采用循环水路，如图4.2-3所示。图4.2-34.2.3节流阀结合法兰： 节气门法兰部分胶厚不均匀且尺寸要求高，模具宜采用镶拼结构，成形部分采用铍铜材料加强冷却，如图4.2-4所示。 图4.2-44.2.4 斜顶块的运水 斜顶杆水路优先采用从顶出板进出，如图4.2-5所示；水嘴采用DME N6系列的快插接头或传统宝塔式水嘴，水管需要喉箍固定，不能用快插（省力接头）。 图4.2-54.2.5产品表

8、面有镜面要求的部位要单独运水,模温一般高于80°C4.2.6热流道进胶时，模具面板需要运水，一组水路绕模板全周循环。4.3顶出系统 气道和稳压腔决定气体的流量，影响发动机的性能,此功能区的表面不得设顶杆及活动镶块，模具表面粗糙度要达到0.8； 当顶出系统较重时，要考虑在模具地侧方铁上增加支撑块防止顶出板下沉，支撑块采用加硬材料，表面开油槽，见图4.3-1所示。 图4.3-14.3.1顶杆的布置原则 顶杆一般不能设置在功能面或外观面上，不可设计在分型面上与前模对碰，顶针不可跨越两个镶件设计，见图4.3-2。图4.3-24.3.2 扁顶的设计原则 为了防止顶白，制品上比较深的筋通常设扁顶

9、杆，图4.3-3所示为常见的两种扁顶形式，方式（1)中扁顶部分的厚度不小于1mm。图4.3-3扁顶杆不可跨越镶件布置：4.3.3 推管的配合及避空要求如下图所示4.4 模具材料的选择 因为进气歧管材料一般为PA6或PA66填充2540%的玻纤,玻纤的硬度很高会磨损型腔面，而助剂在高温条件下释放出的腐蚀性气体又会腐蚀型腔，因此模具型腔表面既要达到一定的硬度要求，又要耐腐蚀。一般情况下型腔硬度要达到HRC3235，预硬2738就可以； 寿命要求50万次以上的模具型腔硬度不低于HRC4548，建议采用镶拼结构，主镶块材料为2344加硬处理。4.5 模具尺寸公差控制 图4.51 图4.5-1为进气歧管

10、内部功能区简图，气体经稳压腔流经气道进入发动机，因此气道和稳压腔表面要光滑，否则会影响发动机的性能。在模具设计时，这两个区域尽量不要设顶杆及斜顶块，模具表面粗糙度要达到0.8；4.5.1缸盖结合法兰进气歧管通过缸盖结合法兰与发动机缸体连接，法兰面的平面度和安装孔都有公差要求。模具设计前一定要关注产品2D图，尺寸公差要求较高的部位要留余量，试模后根据偏差量修正，见图4.5-2。密封槽底部不得有夹线，防止漏油。 图 4.5-2发动机进气岐管的检测基准设在缸盖结合法兰上，法兰面为第一基准（A)，其中的两冷插孔分别为第二、三基准(B、C)，其余各安装孔都有位置度要求，图4.5-3为常见的基准及公差标注

11、方式。图 4.5-34.5.2 节气门结合法兰 节气门结合法兰面也有平面度要求，中间大孔和4个冷插孔有公差要求，模具设计前一定要关注产品2D图的公差要求，必要时模具要留余量，试模后根据偏差情况修正，见图4.5-4。密封槽底部不得有夹线，防止漏油。 图4.54 图4.55下图为节气门结合法兰的公差标注方式，气道孔位置度是以位于缸盖结合法兰上的ABC为检测基准的，而4处冷插孔的位置度则是以气道孔为检测基准的，见图4.56中所示的D和E基准。 图4.56 4.5.3 单向阀安装小孔为原身结构，周边及侧壁要光滑无毛刺；小孔附近的安装表面不得设夹 线。钢材一般为2344或SKD61加硬处理，表面抛镜面，

12、见图4.55。4.5.4 温度压力传感器平面不要设夹线，见图4.54。4.5.6 强脱管外壁不得有飞边及夹线，有圆圈标识的2处尺寸比较重要,模具设计时取上偏差， 见图4.5-7所示。强脱管外壁采用镶套结构，钢材一般为2344或SKD61加硬处理；内孔 镶针钢材为SKD61加硬处理，镶针前端最好与模具插穿。 图 4.5-74.5.7 进气管旁通水管的两端连接部分装有橡胶密封圈，产品组装后在一定水压下不得出现漏 水现象， 因此密封圈槽部分的尺寸公差及表面光洁度要求比较高，如图4.5.8所示，3D 设计时需考虑公差，密封槽宽度尺寸取上偏差。 此部分在模具上一般由两半模成型，夹线是影响密封效果的重要因

13、素。如果两半模 为前后模，此部分需设计为镶拼结构；若两半模为滑块结构，两滑块之间必须设计虎口对插定位。工艺设计时槽底面需留0.1-0.2mm 余量，装配后一起配夹线。 图4.5-85.典型模具结构介绍5.1进气歧管结构一： 图5.1-1所示为前模抽芯机构，4个芯柱安装在前模上，开模动作在图5.1-3中有详细说明，该结构的缺点是： 模板需二次分模，产品成形周期较长。 A0板和A1板只有在后模滑块完全合模到位后才能闭合，芯柱与滑块1插穿的过程中芯柱极易损伤，模具经常因此报修； 图5.1-1 图5.1-2图5.1-2所示为改进后的结构， 4个芯柱安装在后模滑块上，油缸驱动抽芯后与滑块同步。此结构紧凑

14、，顶构运动安全可靠，不再出现芯柱碰伤的情况，产品的成型周期也有所降低。 图5.1-3图5.1-4为缸盖结全法兰的滑块结构，滑块3由斜导柱驱动在滑块2内滑动，斜导柱和铲基安装在滑块1内，滑块3下面的限位块固定在滑块2上，抽芯到位后与滑块2同步。 图5.1-4 图5.1-5所示为斜顶块在滑块下面的模具结构，需要注意的是斜顶块一定要先复位。当斜顶块顶面铲胶或运动空间不够时可以考虑此结构。图5.1-55.2进气歧管结构二： 该进气管的缸盖结合法兰部分有三个出模方向，需要三级滑块顺序抽芯。 图5.2-1所示为一种最常见的前模滑块脱模机构，油缸驱动开模前先抽芯。 图5.2-1 图5.2-2为三级滑块的结构

15、示意图：滑块1在滑块2内滑动，抽芯到位后与滑块2一起运动，此结构重点关注滑块3合模状态的限位，保证滑块2脱模到位前不产生位移。 动作顺序由行程开关控制，滑块1最后合模。 图5.2-25.3 进气歧管结构三：图5.3-1所示进气歧管的4个气道为弧形，滑块需要旋转抽芯。 图5.3-1 图5.3-2齿轮齿条旋转脱模结构示意图 ，齿轮驱动滑块合模到位后需要有锁紧机构，锁紧动作需要后模二次开模结构，动作原理见图5.3-3 图5.3-2 开模顺序：（1）油缸1驱动前模滑块完成抽芯运动；（2）B1板开模至一定距离后拉钩脱开，B0、B1板一起开模，顶出板同步，；（3）油缸3驱动后模滑块脱模，同时油缸4驱动旋转

16、机构脱模；（4）油缸2驱动顶出板运动，顶出产品。合模顺序：（1）油缸3、4驱动后模滑块及旋转滑块合模；（2）B0板合模到位， B1板合模，顶出板与B0板同步；（3）油缸2驱动顶出板复位（4）油缸1驱动前模滑块合模，开始注塑。 图5.3-3 5.4进气歧管模具中的强脱结构： 5.4.1 滑块强脱结构 5.4.2 后模强制脱模结构5.4.3 前模强制脱模结构 图5.4-1 结构原理： 弹块由限位杆与C101连接，弹块与C101之间有弹簧辅助分模。开模时，弹块在弹簧和包紧力作用下不动, 镶针随C101运动一定行程后, 限位杆拉动弹块强制脱模；合模时弹块由分型面强压复位。 图5.4-1前模强制脱模结构

17、一 图5.4-2 结构原理： 镶针与导柱固定在C101-1上，C101-1与C101之间用螺钉固定，强脱套固定在C101-2和C101-3上，C101-1与 C101-2之间有弹簧辅助分模。开模时， C101-3和强脱套在弹簧和包紧力作用下不动，镶针随C101运动一定行程后, 带动C101-3一起运动，强脱套强制脱模；合模时，回程杆压在分型面上完成复位。 图5.4-2前模强制脱模结构二5.5 前模滑块结构5.5.1前模抽芯结构一，见图5.5-1 工作原理：滑块1为两件，螺钉和定位销固定，斜抽芯通过斜槽与滑块1滑动连接，导向块固定在定模板上。油缸驱动滑块1在定模板内滑动，斜面拉动斜抽芯完成脱模动作。 特点：此结构比较简单，水平滑块转换运动方向，注塑时滑块不易回退。 图5.5-15.5.2 前模抽芯结构二，见图5.5-2 工作原理：为方便加工和安装，将滑块座分为两个部分，用螺钉和定位销固定。滑块2、3在滑块座内滑动，方向如箭头所示。滑块1与滑块2，滑块2与滑块3之间分别由斜T槽滑动连接。油缸驱动滑块3运动，斜面拉动滑块2向上运动，带动滑块1完成抽芯动作。 特点：此结构适用于成形面