新型汽车保险杠注塑模具顶出延迟机构的研究
摘要：针对汽车前后保险杠注塑模具生产取件过程中，产品被模具大直顶顶块拉伤的问题，本文论述了一种新型顶出延迟机构，在传统模具顶出基础上进行结构创新，确保了产品顶出后与大直顶顶块彻底脱离，进而实现正常的取件。
关键词：保险杠注塑模具顶出延迟机构
汽车前后保险杠是汽车中最重要的外观件[1]，为实现造型美观、轻量化及考虑综合成本最优，95%以上的乘用车都采用塑料PP作为原材料，前后雾灯及其他装饰部件都装配在保险杠上，因此结构设计趋于复杂化，对保险杠模具注塑生产过程中顶出取件提出更高要求。保险杠产品注塑成型后脱模时，产品背面筋条结构易出现粘后模和粘顶块的问题，导致产品无法顺利取件甚至取件时直接拉伤产品。
目前行业内，保险杠注塑模具大多采用三级顶出机构，当出现筋条粘顶块时，通过改变模具结构或者直接更改保险杠产品结构，但改变模具结构，例如模具内增加顶块和顶针布置、增加二级顶出，不仅会导致模具制造成本的增加，并且由于受到注塑机台容模量限制、模具闭合高度无法改变而具有其固有局限性，而更改产品结构则会直接影响产品装配要求，对产品结构的合理性造成不利影响。
基于以上背景，本文主要介绍了一种新型汽车保险杠注塑模具顶出延迟机构，实现内分型保险杠装饰件加强筋条脱模取件。
1保险杠工艺性分析
汽车保险杠是汽车的重要外饰塑料件之一，如图1所示某前保险杠产品尺寸为：1894×630×627，结构复杂[2]，两端与车身翼子板搭接处采用内分型，倒扣采用外拉滑块结构，其中的雾灯固定点：8个（图中1—4，左右对称），线束安装点6个（图中5—7，左右对称），需采用斜顶机构出模，与大灯装配区域加强筋条（如图2）采用大直顶机构成型及出模（如图3）；保险杠模具多级顶出过程机理如图4～图8，顶出机构运动到极限位置时（如图9、图10），需要设计特殊机构脱模，采用2800T的注塑机注塑成型。
2保险杠模具传统顶出机构原理及局限性
如图3为某前保险杠注塑模具，其顶出机构中的左右大直顶顶块（3）通过推杆（4）直接固定在顶出面针板（6）上，随顶出面针板同步运动和停止。
2.1第一级顶出机理
第一级顶出作用原理：如图4所示，该前保险杠模具的顶出底针板受到氮气弹簧的推动力脱离底板，并带动面针板及其他顶出机构运动，完成第一级顶出，顶出行程为D。第一级顶出的目的在于实现内分型保险杠产品出模前，两侧通过拉块作用力实现产品向内拉变形，实现产品顺利脱模，避免拉伤。
2.2第二级顶出机理
第二级顶出作用原理：如图5所示，面针板受到注塑机顶杆的推动力继续顶出，底针板由于通过扣机与面针板固定，因此随面针板同步运动，直至扣机脱开而停止，完成第二级顶出，顶出行程为U。第二级顶出的目的在于实现保险杠两侧大斜顶及推块的脱出，同时实现内分型拉块的复位。
扣机脱开原理：如图6所示，顶出底针板（1）、顶出面针板（2）沿Z向运动，当运动至弹块（4）碰到扣机开锁杆（7）时，扣机弹簧（3）受力压缩，同时弹块（4）与扣机锁钩（5）脱开，确保面针板与底针板脱离，为第三级顶出面针板运动做好准备，如图7。
2.3第三级顶出机理
第三级顶出作用原理：如图8，顶出面针板与顶出底针板脱开扣机，顶出底针板不再随顶出面针板运动，顶出面针板受注塑机顶杆推动继续带动大直顶块顶出，顶出行程为V；第三级顶出的目的在于全部斜顶脱离产品倒扣结构，实现保险杠产品完全脱模。
如图9，大直顶顶块（5）推动斜顶连接杆（6），带动斜顶（2）运动，斜顶沿斜度为α方向顶出，在Y向也产生运动分量，脱离保险杠产品（1）。
第三级顶出结束时，保险杠产品的加强筋结构完全嵌在大直顶的顶块中（如图10），导致产品无法从顶块中取出；若强制取出零件，将造成大直顶顶块中的加强筋条产生变形、拉伤，影响产品的质量。
3模具增加第四级顶出方案可行性分析
若在产品的两侧增加顶块，由于有抽芯机构（如图11中1、2）干涉无法布置，且需增加第四级顶出结构复杂[3]，注塑周期长（需增加15s），最关键是模具闭合高度H＞1900mm，无法安装进注塑机，因此增加第四级顶出方案不可行，需要设计结构解决脱模取件问题。
4保险杠模具顶出延迟结构设计的技术要点
针对上述的保险杠加强筋条取件拉伤问题，在传统保险杠模具结构的基础上增加了顶出延迟机构（如下图12及图13）。第一级、第二级顶出与传统保险杠模具完全一致；对第三级顶出过程进行了创新性提升，引入顶出延迟机构，原理具体如下：当模具第三级顶出时，仍然是顶出面针板受注塑机顶杆推动继续运动，顶出底针板不再随顶出面针板运动，顶出延迟机构在第三级顶出时开始工作。
如图13C-C剖视图，顶出延迟机构主要由斜滑块（7）、斜导柱（4）、滑座（3）、连接大直顶块的推杆（6）构成，斜导柱（4）穿过滑座（3）并且固定在顶出