金敦水
(1.合肥工業(yè)大學(xué) 機(jī)械與汽車工程學(xué)院,合肥230000;2.安徽電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院,安徽 蚌埠233000)
電器殼蓋的注塑模具設(shè)計(jì)
金敦水1,2
(1.合肥工業(yè)大學(xué) 機(jī)械與汽車工程學(xué)院,合肥230000;2.安徽電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院,安徽 蚌埠233000)
分析了電器殼蓋的成型工藝特點(diǎn),介紹了模具澆注系統(tǒng)、側(cè)向分型和抽芯機(jī)構(gòu)、內(nèi)抽芯機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)的特點(diǎn).通過(guò)側(cè)向分型機(jī)構(gòu)和抽芯機(jī)構(gòu)的合理設(shè)置,提高了電器殼蓋的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量,這對(duì)有精度要求的同類零件注塑成型有一定的借鑒作用.
模具設(shè)計(jì);注塑成型;工藝分析;側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)
電器殼蓋零件是電器上的常用零件,由于其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,沖壓加工成型困難.隨著塑料模具產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,通過(guò)注塑成型,大大了縮短電器殼蓋零件的設(shè)計(jì)與制造周期,降低了產(chǎn)品的成本,提高了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力[1].隨著模具向大型、精密、復(fù)雜化方向發(fā)展,傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程和方法已無(wú)法滿足企業(yè)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和效率的要求,因此優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),成為提升零件質(zhì)量的主要途徑之一[2].本文主要以某電器殼蓋為例,根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特征設(shè)計(jì)出了一種結(jié)構(gòu)合理的注塑模具結(jié)構(gòu),通過(guò)加工、調(diào)試,完成了模具裝配和產(chǎn)品的注塑成型,滿足了企業(yè)的需求.
圖1所示為某電器殼蓋塑件,其尺寸為100 mm×60 mm×40 mm,壁厚為2.5 mm,零件材料為ABS.該塑件采用注塑成型工藝,其上表面要求光潔、平整、無(wú)飛邊,轉(zhuǎn)角處采用R1.0圓角光滑過(guò)渡,側(cè)孔和倒扣有位置精度要求,保證零件安裝定位準(zhǔn)確.
圖1 電器殼蓋
塑件內(nèi)部的側(cè)孔與內(nèi)凸為模具設(shè)計(jì)與制造的難點(diǎn).在模具設(shè)計(jì)中,要綜合考慮側(cè)抽芯位置與模具成型零部件的加工難易程度.在澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,考慮到零件表面的質(zhì)量要求,如果采用點(diǎn)澆口設(shè)計(jì),則無(wú)法保證零件的表面質(zhì)量,而采用側(cè)澆口注塑成型,不僅能滿足產(chǎn)品的質(zhì)量要求,同時(shí)提升了生產(chǎn)效率.
ABS是一種綜合性能優(yōu)良的樹(shù)脂,密度為1.05~1.08 g/cm3,在較寬的溫度范圍內(nèi)具有較高的抗沖擊力;尺寸穩(wěn)定,收縮率在0.4%~0.8%之間,具有良好的加工成型性能,其制品表面光滑,機(jī)械性能、耐熱性和耐水性、化學(xué)性能都比較好,易成型[3].結(jié)合實(shí)際情況,采用注塑CAE軟件 Moldflow6.0對(duì)塑料進(jìn)行模流分析,具體成型工藝參數(shù)如表1所示.
表1 塑件的物性和成型參數(shù)
成型側(cè)向孔選用斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu),其特點(diǎn)是借助于注塑機(jī)的開(kāi)模力、頂出力與合模力進(jìn)行側(cè)向分型、抽芯及復(fù)位,該結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性能好、效率高、動(dòng)作可靠,實(shí)用性強(qiáng)[4];塑件梯形槽側(cè)滑塊在水平方向完成抽芯后,靠彈簧頂銷進(jìn)行固定和定位.其側(cè)向分型與抽芯結(jié)構(gòu)如圖2所示.
塑件內(nèi)部具有倒扣結(jié)構(gòu),因此采用內(nèi)抽芯與大型芯配合成型,保證模具在分模時(shí)內(nèi)抽芯上的型腔部分與塑件倒扣能夠順利實(shí)現(xiàn)分離;同時(shí)對(duì)內(nèi)抽芯的滑動(dòng)行程進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算,保證順利卸料,內(nèi)抽芯機(jī)構(gòu)如圖3所示[5].
為了保證塑件倒扣結(jié)構(gòu)完全脫離內(nèi)抽芯型腔,在模具設(shè)計(jì)時(shí),通過(guò)內(nèi)鑲塊的移動(dòng)來(lái)控制塑件的移動(dòng).通過(guò)分析零件的幾何尺寸可知,塑件在水平方向上的移動(dòng)距離AB為2 mm.為了保證模具分模時(shí)塑件能順利分離,因此內(nèi)鑲塊在水平方向上的移動(dòng)距離最小值為2 mm.同時(shí)由圖3可知,內(nèi)鑲塊在豎直方向上的移動(dòng)距離為BC,其計(jì)算公式如下:
BC=AB/tan7°=2/tan7°=16.29 mm
所以,內(nèi)抽芯在豎直方向上移動(dòng)的最小距離為16.29 mm.在實(shí)際設(shè)計(jì)中,為保證模具裝配和制造的精度,BC的取值一般比計(jì)算的最小值大1~2 mm.綜合以上分析,BC的取值為18 mm.
推出機(jī)構(gòu)應(yīng)根據(jù)零件的幾何形狀,在保證零件順利卸料的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì).圖4所示為哈夫式推出結(jié)構(gòu),其利用成型零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行合理的分割,通過(guò)成型零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)完成卸料,使塑件的卸料受力均勻,使零件在推出過(guò)程中不因受力集中而破損,同時(shí)避免倒扣在型芯上卡死的現(xiàn)象.
圖4 推出機(jī)構(gòu)
模具圖如圖5所示[6].開(kāi)模時(shí),動(dòng)模部分向后移動(dòng),拉料桿23拉動(dòng)凝料帶動(dòng)成型塑件向后移動(dòng),開(kāi)模力通過(guò)斜導(dǎo)柱8作用于側(cè)型芯滑塊6,迫使其在動(dòng)模板5的導(dǎo)滑槽內(nèi)向外滑動(dòng),直至滑塊與塑件完全脫開(kāi),完成側(cè)抽芯動(dòng)作.此時(shí)注塑機(jī)的推桿接觸模具的推板17,帶動(dòng)斜推桿螺釘15推動(dòng)內(nèi)抽芯斜向上移動(dòng),再與推出機(jī)構(gòu)上的錐面式推桿21一起將塑件向上頂出并同時(shí)水平向里移動(dòng),以完成塑件內(nèi)凸從內(nèi)鑲塊上的型腔脫離,繼續(xù)移動(dòng)至塑件完全懸空并取下塑件.合模時(shí),復(fù)位桿22在強(qiáng)力彈簧的作用下推動(dòng)推出機(jī)構(gòu)復(fù)位,同時(shí)在注塑機(jī)合模力作用下推動(dòng)內(nèi)抽芯與側(cè)滑塊復(fù)位,側(cè)滑塊最后由楔緊塊7鎖緊.
圖5 模具結(jié)構(gòu)
根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、表面質(zhì)量、精度和批量要求,設(shè)計(jì)了符合要求的模具結(jié)構(gòu),不僅改善了ABS塑料在注塑成型中的流動(dòng)性,提高了生產(chǎn)效率,同時(shí)縮短了成型周期;在模具中設(shè)計(jì)了合理的側(cè)向分型和抽芯機(jī)構(gòu)以及內(nèi)抽芯機(jī)構(gòu),滿足了塑件成型的技術(shù)要求.通過(guò)模具制造、裝配、安裝調(diào)試,完成了試模,目前該模具已投入生產(chǎn)使用,注塑成型的零件在質(zhì)量和效率上都滿足企業(yè)的要求,同時(shí)降低了降低了模具成本,為同類零件的模具設(shè)計(jì)提供了參考.
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[3]金敦水.基于Pro/E的塑料模具設(shè)計(jì)[J].安徽電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院2009,45(6):5-6.
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[6]林清安.Pro/E2.0模具設(shè)計(jì)[M].北京:人民郵電出版社,2002.
Design of Mould for Electric Apparatus Casing Lid
JIN Dun-shui1,2
(1.Hefei University of Technology,Hefei 230000;2.Anhui Vocational College of Electronics&Information Technology,Bengbu 233000,China)
The forming process characteristics of an electric apparatus casing lid was analyzed.The structure and components of a mould for the shaping were introduced,which includes side core-pulling mechanism,internal core-pulling and release mechanism.With the use of the new structure,the production efficiency is improved,the material is economized and product quality is upgraded.
mold design;injection moulding;technological analysis;side core-pullingmechanism
TQ320.662
A
10.3969/j.issn.1671-6906.2012.01.018
1671-6906(2012)01-0075-04
2011-08-23
金敦水(1984-),男,安徽巢湖人,碩士生.