汽车注塑模具设计要点与实例

《汽车注塑模具设计要点与实例》一书由张维合、邓成林著。本书图文并茂，实用性强，主要具有以下特点。
1、作者从事汽车注塑模具设计十余年，具有丰富的一线设计实践经验。
2、较为详细地讲解了汽车注塑模具设计的方法，归纳了设计要点，并给出了大量的设计实例。
3、内容丰富，讲解了汽车塑件常用材料及其特性、模具钢材以及汽车注塑模具八大系统的结构特性及其设计经验和要点。
4、讲解的实例涉及汽车仪表板、汽车中央通道、汽车保险杠、汽车手套箱斗、汽车门板、汽车车灯零件和汽车风箱等汽车塑件。 

本书较为详细地讲解了汽车注塑模具设计的方法，归纳了设计要点，并给出了大量的设计实例。
主要内容包括：
汽车塑件常用材料及其特性、模具钢材以及汽车注塑模具八大系统的结构特性及其设计经验和要点；
汽车主要塑件的注塑模具设计实例，详细讲述了包括汽车仪表板、汽车中央通道、汽车保险杠、汽车手套箱斗、汽车门板、汽车车灯零件和汽车风箱等汽车塑件的注塑模具结构及其设计注意事项；
汽车注塑模具注射成型时可能出现的问题及解决办法，汽车注塑模具设计前的模流分析，设计后的检讨报告。
本书可为从事注塑模具设计的工程技术人员提供帮助，也可供大学院校模具设计专业的师生学习参考。

第1章汽车塑料零件常用材料及其特性
1.1汽车典型塑件常用材料1
1.1.1汽车仪表板常用材料1
1.1.2汽车内饰塑件常用材料2
1.1.3汽车软性塑件常用材料2
1.1.4汽车外饰部分零件常用材料2
1.1.5汽车地毯常用材料3
1.1.6汽车顶棚材料4
1.1.7汽车豪华型门板常用材料6
1.1.8汽车经济型门板常用材料7
1.1.9胶黏剂8
1.2汽车模塑件常用热塑性塑料的特性8
1.3汽车模塑件常用热固性塑料的特性11
第2章汽车注塑模具钢材及热处理
2.1汽车模具常用钢材12
2.1.1整体硬化钢840712
2.1.2高性能抛光镜面塑胶模具钢NAK8013
2.1.3预加硬长寿命精密注塑模具钢材NAK5513
2.1.4预加硬透明耐蚀镜面模具钢S136H14
2.1.5预硬型通用塑料模具用钢PX8814
2.1.6其他钢材15
2.2汽车注塑模具零件钢材选用依据15
2.2.1根据汽车档次和模具寿命选用15
2.2.2根据汽车厂家和品牌选用钢材15
2.2.3根据汽车模具不同零件选用钢材16
2.3塑料模具钢材的处理16
2.3.1渗碳型塑料模具用钢17
2.3.2淬硬型塑料模具用钢17
2.3.3预硬型塑料模具用钢17
2.3.4时效硬化型塑料模具钢18
2.3.5耐蚀塑料模具钢PCR18
2.4塑料模具零件的热处理工艺18
2.4.1塑料模具的制造工艺路线18
2.4.2注塑模具成型零件的表面处理19
2.4.3表面化学热处理技术19
2.5涂镀技术20
2.6气相沉积技术21
2.7其他表面处理技术21
第3章汽车注塑模具浇注系统设计要点
3.1浇注系统的结构及选用23
3.1.1普通浇注系统23
3.1.2热流道浇注系统23
3.2热射嘴喷料口设计要求24
3.3浇口的设计原则与分流道设计标准25
3.3.1浇口的布置原则25
3.3.2侧浇口设计25
3.3.3潜伏式浇口设计26
3.3.4圆弧浇口设计263.3.5分流道设计要求26
3.4热流道系统安装位置要求及设计注意事项28
3.4.1热流道系统安装方式28
3.4.2热流道系统设计注意事项29
3.5汽车注塑模具定位圈的设计标准及要点29
3.5.1定位圈的设计标准30
3.5.2定位圈设计要点30
3.6汽车注塑模具热射嘴长度设计及二次加工要求30
3.6.1认识喷嘴在平面以及斜面上的区别30
3.6.2喷嘴在平面以及斜面上的设计区别31
3.6.3需要二次加工喷嘴时的注意事项32
3.7汽车注塑模具热流道浇注系统一般形式32
3.7.1整体式热流道与分体式热流道的优缺点32
3.7.2汽车热流道注塑模具设计要点33
3.8汽车注塑模具浇口位置总汇37
3.8.1门板37
3.8.2保险杠37
3.8.3中央通道40
3.8.4仪表板40
3.8.5汽车车内门立柱内饰件40
3.8.6汽车底护板40
3.8.7汽车天窗边框42
3.8.8汽车蓄电池盖板43
3.8.9汽车门板骨架43
3.8.10汽车车门扶手骨架44
3.8.11汽车门板上截44
3.8.12汽车门板中截44
3.8.13汽车门板下截45
3.8.14汽车副驾驶前地图袋后盖45
第4章汽车注塑模具成型零件设计要点
4.1汽车注塑模具成型零件结构46
4.2模具设计总体评估46
4.3汽车小型模具成型零件设计要点49
4.3.1塑件排位49
4.3.2内模镶件的设计50
4.3.3内模镶件分型面、枕位、插穿位、碰穿位的设计要点53
4.3.4内模的镶拼56
4.4汽车大、中型模具成型零件结构设计要点61
4.53D（UG)分型面设计技巧62
4.5.1分模实例一62
4.5.2分模实例二63
4.6汽车大、中型注塑模具分型面上止口设计实例66
4.6.1汽车进气格栅注塑模具止口设计67
4.6.2汽车扰流板注塑模具止口设计67
4.6.3汽车ABCD柱注塑模具止口设计67
4.6.4汽车门板注塑模具止口设计67
4.6.5汽车中央通道注塑模具止口设计67
4.6.6汽车侧裙板注塑模具止口设计67
4.6.7汽车仪表板注塑模具止口设计67
4.6.8汽车保险杠注塑模具止口设计69
4.7汽车注塑模具成型零件尺寸设计实例70
4.7.1汽车保险杠注塑模具成型零件尺寸设计70
4.7.2汽车仪表板注塑模具成型零件尺寸设计71
4.7.3汽车门板注塑模具成型零件尺寸设计71
4.7.4汽车中央通道注塑模具成型零件尺寸设计72
4.7.5汽车进气格栅注塑模具成型零件尺寸设计72
4.7.6汽车导流板注塑模具成型零件尺寸设计73
4.7.7汽车扰流板注塑模具成型零件尺寸设计73
4.7.8汽车左右下扰流板注塑模具成型零件尺寸设计74
4.7.9汽车装饰条注塑模具成型零件尺寸设计74
4.7.10汽车格栅上装饰条注塑模具成型零件尺寸设计74
4.7.11汽车仪表板本体注塑模具成型零件尺寸设计74
4.7.12汽车上仪表板本体注塑模具成型零件尺寸设计75
4.7.13汽车手套箱注塑模具成型零件尺寸设计76
4.7.14汽车除霜风道注塑模具成型零件尺寸设计76
4.7.15汽车地图袋注塑模具成型零件尺寸设计77
4.7.16汽车左右扶手注塑模具成型零件尺寸设计77
4.7.17汽车挡泥板注塑模具成型零件尺寸设计77
4.7.18汽车座椅背板注塑模具成型零件尺寸设计77
4.7.19汽车A柱注塑模具成型零件尺寸设计78
4.7.20汽车B柱注塑模具成型零件尺寸设计78
4.7.21汽车C柱注塑模具成型零件尺寸设计78
第5章汽车注塑模具结构件设计要点
5.1汽车注塑模具模架设计81
5.1.1镶拼式模具的模架开框强度要求81
5.1.2汽车模具模架外观要求84
5.2模架外围结构件设计要点87
5.2.1支撑脚87
5.2.2水管接头和油管接头88
5.2.3氮气弹簧与顶棍孔88
5.2.4先复位机构88
5.2.5模具冷却水管铭牌88
5.2.6汽车模具吊装螺孔的布置89
5.2.7顶出限位开关93
5.2.8防护盖板94
5.2.9热流道接线盒95
5.2.10模具外围水路95
第6章汽车注塑模具排气系统要点
6.1汽车注塑模具排气槽的设计要点98
6.1.1排气系统设计一般原则98
6.1.2排气系统设计主要参数98
6.1.3排气槽位置设计99
6.1.4引气系统设计100
6.2汽车注塑模具排气槽的设计实例101
6.2.1汽车保险杠注塑模具排气槽设计实例101
6.2.2汽车门板注塑模具排气槽设计实例101
6.2.3汽车进气格栅注塑模具排气槽设计实例101
6.2.4汽车仪表板注塑模具排气槽设计实例103
6.2.5汽车前大灯透镜注塑模具排气槽设计实例103
第7章汽车注塑模具侧向抽芯机构设计要点
7.1滑块设计要点104
7.1.1滑块的锁紧及定位方式104
7.1.2滑块和侧抽芯的连接方式104
7.1.3滑块的限位方式105
7.1.4滑块的导向形式107
7.1.5滑块托板的连接形式107
7.1.6滑块耐磨块的设计准则及选用要求108
7.1.7滑块在定模中的定位形式109
7.2滑块的驱动形式110
7.2.1斜导柱驱动的工作原理及设计要点110
7.2.2油缸驱动的工作原理及设计要点112
7.3斜顶设计要点116
7.3.1方形斜顶的设计标准及设计要点116
7.3.2汽车注塑模具常规斜顶结构117
7.3.3汽车注塑模具平行导向杆斜顶结构117
7.3.4交叉导向式斜顶结构117
7.3.5斜顶与推块组合设计要点117
7.3.6斜顶上套斜顶结构118
7.3.7大斜顶导向定位设计要点118
7.4斜滑块设计要点122
7.4.1定模斜滑块侧向抽芯机构122
7.4.2动模斜滑块侧向抽芯机构123
7.5其他抽芯机构及应用场合123
7.5.1弹簧抽芯机构123
7.5.2滑块中加推杆（弹针）的结构设计要点及应用场合123
7.5.3滑块拉勾的设计要点及应用场合123
7.5.4斜向滑块设计要点124
7.5.5行程开关的设计要点及要求125
第8章汽车注塑模具顶出及其复位系统设计要点
8.1顶针设计要点128
8.1.1顶针排布位置128
8.1.2顶针的种类128
8.1.3顶针的技术要求128
8.2推块设计要点130
8.2.1单方向钻导套孔结构130
8.2.2双方向钻导套孔结构131
8.3复位杆结构131
8.4复位弹簧设计要点132
8.4.1常规弹簧132
8.4.2氮气复位弹簧133
8.5拉钩同步顶出结构135
8.6汽车注塑模具脱模系统的顶出方式136
8.6.1机械顶出136
8.6.2油缸顶出137
第9章汽车注塑模具冷却系统设计要点
9.1汽车注塑模具冷却水道常见形式141
9.1.1汽车注塑模具冷却水路两种组合形式142
9.1.2汽车注塑模具冷却系统两种组合形式优缺点142
9.2冷却水道直径、间距与型腔之间的距离144
9.3水井与相对应冷却水管尺寸设计要点144
9.4冷却水嘴钻孔标准145
9.5冷却水路在模具中的分布形式146
9.6隔片式水井设计要点146
9.6.1在模具中的分布形式146
9.6.2隔水片的分类与常用规格147
9.7各类汽车注塑模具冷却系统设计实例147
9.7.1汽车上仪表板注塑模具冷却系统设计147
9.7.2汽车下仪表板注塑模具冷却系统设计实例149
9.7.3汽车前保险杠注塑模具冷却系统设计150
9.7.4汽车后保险杠本体模具冷却系统设计150
9.7.5汽车左、右门板注塑模具冷却系统设计154
9.7.6汽车中央通道注塑模具冷却系统设计154
9.8汽车注塑模具中推块、斜顶和滑块冷却水路设计要点156
9.8.1推块、斜顶加长冷却系统管牙连接设计标准156
9.8.2斜顶中心通进出冷却系统连接设计标准156
9.8.3滑块或斜顶冷却水加长杆设计标准159
9.9汽车模具冷却系统设计注意事项159
第10章汽车注塑模具导向定位系统设计要点
10.1方导柱设计要点162
10.1.1方导柱布置162
10.1.2方导柱在动/定模的原则162
10.1.3方导柱类型163
10.1.4方导柱高度163
10.2圆导柱、导套设计要点164
10.2.1圆导柱导套的设计标准及选用要求164
10.2.2圆导柱长度的确定165
10.2.3圆形导套(包括中托司的导套)的设计标准165
10.2.4导柱导套的配置形式及使用场合165
10.2.5导套压板165
10.2.6顶针板导柱导套的设计要点165
10.3精定位的设计标准及选用要求168
10.4耐磨片斜面定位的设计要点169
10.5分型面承压板的设计要点170
10.5.1分型面承压板的装配设计参数171
10.5.2分型面承压板的设计标准及应用171
10.5.3分型面承压板的面积计算171
10.6定位销钉孔的设计准则及注意事项172
第11章汽车仪表板大型注塑模具设计
11.1塑件结构分析173
11.2模具结构分析174
11.2.1浇注系统设计174
11.2.2成型零件设计174
11.2.3侧向抽芯机构设计176
11.2.4冷却系统设计176
11.2.5导向定位系统设计177
11.2.6脱模系统设计178
11.3模具工作过程178
11.4结语178
第12章汽车中央通道大型注塑模具设计
12.1塑件结构分析179
12.2模具结构分析179
12.2.1成型零件设计180
12.2.2浇注系统设计181
12.2.3侧向抽芯机构设计181
12.2.4温度控制系统设计182
12.2.5导向定位系统设计182
12.2.6脱模系统设计182
12.3模具工作过程183
12.4结果与讨论184
第13章汽车保险杠大型注塑模具设计
13.1汽车后保险杠大型薄壁注塑模具设计185
13.1.1塑件结构分析185
13.1.2模具结构分析185
13.1.3模具工作过程190
13.1.4结果与讨论191
13.2汽车前保险杠大型薄壁注塑模具设计191
13.2.1塑件结构分析191
13.2.2模具结构分析192
13.2.3模具工作过程196
13.2.4结果与讨论197
第14章汽车手套箱斗大型注塑模具设计
14.1塑件结构分析198
14.2模具结构分析198
14.2.1成型零件设计199
14.2.2浇注系统设计200
14.2.3侧向抽芯机构设计200
14.2.4温度控制系统设计200
14.2.5导向定位系统设计201
14.2.6脱模系统设计203
14.3模具工作过程203
14.4结语203
第15章汽车左后门板大型注塑模具设计
15.1塑件外观要求与结构分析204
15.2模具结构设计205
15.2.1成型零件设计205
15.2.2浇注系统设计207
15.2.3侧向抽芯机构设计208
15.2.4温度控制系统设计209
15.2.5导向定位系统设计210
15.2.6脱模系统设计211
15.2.7模具排气系统设计211
15.3模具强度与分型面管位设计211
15.4模具工作过程212
15.5结果与讨论213
第16章汽车前大灯壳大型注塑模具设计
16.1塑件外观要求与结构分析214
16.2模具结构设计215
16.2.1成型零件设计215
16.2.2模具排气系统设计215
16.2.3浇注系统设计215
16.2.4侧向抽芯机构设计218
16.2.5温度控制系统设计218
16.2.6导向定位系统设计219
16.2.7脱模系统设计219
16.3模具工作过程221
16.4结语221
第17章汽车前大灯反射镜大型注塑模具设计
17.1塑件外观要求与结构分析222
17.2模具结构分析223
17.2.1成型零件设计224
17.2.2浇注系统设计224
17.2.3侧向抽芯机构设计224
17.2.4温度控制系统设计225
17.2.5导向定位系统设计226
17.2.6脱模系统设计227
17.2.7模具强度与分型面定位设计227
17.3模具工作过程228
17.4模具设计要点228
第18章汽车前大灯装饰框大型注塑模具设计
18.1塑件外观要求与结构分析230
18.2模具结构分析230
18.2.1成型零件设计230
18.2.2模具排气系统设计231
18.2.3浇注系统设计232
18.2.4冷却系统设计232
18.2.5导向定位系统设计233
18.2.6脱模系统设计234
18.3模具工作过程235
18.4汽车前大灯装饰框注塑模具设计要点235
第19章汽车风箱右盖注塑模具设计
19.1塑件结构分析237
19.2模具结构设计240
19.2.1成型零件设计240
19.2.2侧向抽芯机构设计240
19.2.3浇注系统设计241
19.2.4温度控制系统设计241
19.2.5脱模系统设计241
19.2.6导向定位系统设计242
19.3模具工作过程242
19.4结语242
第20章汽车注塑模具常见问题及解决方案
20.1塑件表面顶白产生原因与解决方案243
20.2塑件脱模困难原因与解决方案244
20.3斜顶杆易断原因与解决方案245
20.4夹线不良246
20.5汽车后保险杠常见问题及解决方案246
20.5.1塑件尖角处产生飞边246
20.5.2汽车后保险杠塑件严重拖伤247
20.6塑件开模时粘定模248
20.7门板斜顶处筋位缺胶，拉变形248
20.8门板塑件空心螺柱反面有凹痕原因及解决方案249
20.9门板注塑模具常见问题及解决方案250
20.9.1门板注塑模具二次顶出机构注塑生产时后退250
20.9.2门板注塑模具斜顶导套离底部偏远导致强度不够250
20.9.3门板注塑模具经常出现制品跟着斜顶走的现象251
20.10汽车导流板中心位置侧面拖伤251
20.11汽车上格栅常见问题及解决方案252
20.11.1格栅支架皮纹后侧面拖伤252
20.11.2汽车上格栅支架的网格结合线明显253
20.11.3格栅注塑模具温度不均匀253
20.11.4格栅顶出时移位254
20.11.5塑件粘定模，侧面拖花254
20.11.6格栅顶出不平衡254
20.11.7格栅表面熔接线明显254
20.11.8格栅外观线条、圆角处易变形255
20.11.9顶针顶出时顶针有异响255
20.12汽车门板注塑模具常见问题及解决方案256
20.12.1网孔粘定模256
20.12.2夹线256
20.12.3收缩凹痕257
20.12.4熔体填充困难、易粘模257
20.12.5网孔美观线差257
20.12.6斜顶铲胶258
20.12.7飞边、段差259
20.12.8尺寸偏差较大259
20.12.9模具分型面问题259
附录
附录1模流分析在汽车模具设计中的应用260
附录2汽车注塑模具设计检讨（DFM）报告制作268
参考文献

在现代社会，汽车作为主要交通工具之一，对人们生活的影响越来越大。在发达国家，汽车的市场占有率已经过60%，而且这一比例还在不断提高。改革开放后，经过30多年的发展，中国也成了汽车大国。据统计，中国目前已经拥有汽车数量过1亿辆，预计到2020年左右，中国的汽车数量将会过2亿辆。
汽车工业迅猛发展的背后是汽车模具工业的发展。特别是近年来，世界汽车模具工业的发展更是日新月异，汽车行业对模具的需求量也越来越大。在一款汽车的制造过程中，需要注塑模具大约500副，其中包括汽车门板、前后保险杠、车灯、手套箱、中央通道、正副仪表板等大型注塑模具，以及风箱、水箱各类接插件等精密注塑模具。可以说，注塑模具在汽车模具中占的比重大，其重要性不言而喻。
模具质量的好坏80%取决于模具设计与塑件设计，模具工业的发展离不开模具设计工程师们的辛苦劳动。汽车注塑模具和其他注塑模具没有本质的区别，但也有其自身的很多特点。由于汽车注塑模具的附加值一般都较高，因此很多先进的技术（如顺序阀热流道控制技术、内分型面技术和低压注塑技术等）都率先在汽车注塑模具中得到开发和应用。如果把模具设计工程师比喻成士兵的话，那么汽车注塑模具设计工程师无疑就是特种兵，因为汽车注塑模具设计难度大，结构复杂，设计周期长，通常都是半个月到一个多月才能完成。对于中、大型汽车注塑模具，设计难度与周期则更大更长。在国内从事汽车注塑模具设计的工程师其待遇也要远高于从事其他模具设计的工程师。
在中国内地，珠江三角洲是模具工业发达的地区，其次是长江三角洲地区，再次是青岛等环渤海湾地区。笔者先后在东莞骏艺集团、浙江凯华模具有限公司、深圳市锦丰科技有限公司、深圳市华艺盛模具股份有限公司、深圳市银宝山新科技股份有限公司从事汽车注塑模具设计工作十余年，对国内外汽车主机厂的汽车注塑模具的发展有深切的体会。
为了更全面地向读者介绍汽车注塑模具的先进技术、行业的发展现状以及未来发展的趋势，笔者先后走访了深圳市创晶辉模具有限公司，深圳市群达模具有限公司，珠海市麦斯优联工业集团，天津市国丰模具有限公司以及长安福特、长安铃木、北京现代和一汽大众等主机厂，收集整理和系统总结了这些企业的模具设计理念、设计资料和设计标准。在此过程中，得到了至今还在一线从事汽车注塑模具设计工作的刘家妙、胡孝专、鲁燕辉、杨文展等工程师的大力帮助，在此表示衷心的感谢。
本书在编写过程中还参考了世界500强汽车零部件供应商的设计理念与设计标准，如法国佛吉亚公司、德国博世公司、美国伟世通公司、美国江森公司、美国麦格纳公司、日本电装和中国延锋公司等汽车零部件供应商。
本书在编写过程中得到了广东科技学院、天津众博科技有限公司和东莞优胜模具培训学校的大力支持，在此要特别感谢周二勇、高俊国、李炳、谢东臣、袁迈前、陈国华、闫丽静、姜炳春、刘方方、肖永康和张艳华等领导和老师的鼎力协助。
本书适用于广大从事注塑模具设计的工程技术人员，也可以作为大学院校模具设计专业的参考用书。
由于水平所限，书中难免有疏漏之处，欢迎广大读者批评指正。有任何问题或建议，请发邮件至[email protected]。

著者