嚴(yán)金榮

（廣東省機(jī)械高級(jí)技工學(xué)校，廣東 廣州 510450）

圓盤(pán)三抽芯注塑模結(jié)構(gòu)研究

嚴(yán)金榮

（廣東省機(jī)械高級(jí)技工學(xué)校，廣東 廣州 510450）

本單位接到的制品為ABS圓盤(pán)三抽芯注射模設(shè)計(jì)，由于其360。內(nèi)抽芯結(jié)構(gòu)比較特殊，我利用UG來(lái)完成制品模3D模型，利用CAD/UG來(lái)完成其裝配圖和零件圖。

塑料；注射模；UG；CAD

塑料件在如今日常生活中及現(xiàn)代工業(yè)出產(chǎn)范疇中占有很重要的位置。選用模具成型的技術(shù)替代傳統(tǒng)的切削加工技術(shù)，能夠進(jìn)步出產(chǎn)功率，確保零件質(zhì)量，節(jié)省資料，下降出產(chǎn)成本，然后獲得很高的出產(chǎn)功率。因而，在機(jī)電、外表、化工、汽車(chē)和航天航空等范疇，塑料已成為金屬的良好代用資料并得到了廣泛的使用，呈現(xiàn)了金屬資料塑料化的趨勢(shì)。

1 塑件成型工藝性分析

（1）設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介。本次某電器外殼圓盤(pán)模具設(shè)計(jì)課題源于生產(chǎn)實(shí)際，不同于一般的理論性設(shè)計(jì)，詳細(xì)地?cái)⑹隽四＞叱尚徒Y(jié)構(gòu)包括結(jié)構(gòu)形式，流道澆口設(shè)計(jì)，斜頂內(nèi)抽芯等的設(shè)計(jì)，模具整體結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，由不規(guī)則曲面構(gòu)成，殼內(nèi)有多處定位和固定加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，不能用一般的常規(guī)上下模結(jié)構(gòu)形式就能達(dá)到要求。而零件圖的繪制在UG軟件中也較難畫(huà)出。所以本次設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)較為特殊，比較有代表意義。

（2）塑件（某圓盤(pán)三抽芯）分析。塑件的生產(chǎn)批量——中等批量。

（3）零件結(jié)構(gòu)特征、塑料的性能、技術(shù)要求及結(jié)構(gòu)工藝性的分析。塑料制品形狀如圖1。

2 模具的設(shè)計(jì)

2.1擬定模具結(jié)構(gòu)形式

該圓盤(pán)零件，形狀較為復(fù)雜，內(nèi)面有三處內(nèi)扣結(jié)構(gòu)，且零件尺寸較小，考慮到經(jīng)濟(jì)性故選用一模一腔法。

若采用方案一動(dòng)定模腔均可采用慢走絲電火花加工工藝加工成型，且加工精度較高。分模后后塑件留在動(dòng)模內(nèi)，由于塑件整體在動(dòng)模和定模內(nèi)分模內(nèi)插入型芯來(lái)實(shí)現(xiàn)，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠。

一般來(lái)說(shuō)，分型面的最佳選擇位置是塑料熔體在模具內(nèi)的最大投影位置，經(jīng)過(guò)分析結(jié)構(gòu)可以得到下午分型面位置，本次外殼設(shè)計(jì)為點(diǎn)澆口，應(yīng)該用三版模式結(jié)構(gòu)，設(shè)置雙分型面。

圖1　塑料制品形狀圖

圖2　分型面結(jié)構(gòu)圖

根據(jù)以上分析，我們可以得到如圖2方案。

根據(jù)UG的自動(dòng)測(cè)算體積功能可求得該塑件的體積為：V1=94.13 cm3，其中估算澆注系統(tǒng)凝料體積為：Vj=0.6V1=0.6×94.13=56.48 cm3，故有一次注射所需的塑料總體積為：V=V1+Vj=94.13+56.48=150.61 cm3

查手冊(cè)得聚丙烯PP的密度為：P=0.90 g/cm3

塑件的質(zhì)量為：M1=PV1=0.90×94.13=84.72 g

澆注系統(tǒng)凝料質(zhì)量為：M=V=0.9×56.48=50.83 g

塑件和澆注系統(tǒng)凝料總質(zhì)量為：

M=M1+M2=84.72+50.83=135.55 g

根據(jù)一次所需要的注射量為v=150.61 cm3，初步選取螺桿式注塑成型機(jī)XS-ZY-500。最終確定注射機(jī)型號(hào)為XS-ZY 500/350。

熔融狀態(tài)下的液體塑料通過(guò)注塑機(jī)噴嘴通向模具型腔的流動(dòng)通道我們稱之為模具的澆注系統(tǒng)，他的作用是通暢的引導(dǎo)塑料熔體快速飽滿地充滿型腔各處，從而獲得擁有高質(zhì)量外觀的電器外殼產(chǎn)品。

主流道長(zhǎng)度通常按模具前模的厚度來(lái)考慮，以減小充模時(shí)的壓力降和減小物料損耗為原則，主流道長(zhǎng)度一般認(rèn)為越短越好，對(duì)于中小型注塑模具，其總長(zhǎng)最好控制在50 mm以內(nèi)，通過(guò)查閱資料可知，模具的分流道的截面比較常見(jiàn)的有：圓形、梯形、六角形和U字型等。各種截面的效率為：圓形0.25D，正方形0.25D，六角形0.217D，U字型0.153D，梯形0.195D，D為截面大端寬度。圓形或六角形分流道常用與模具分型面為平面的時(shí)候，而當(dāng)分型面不是平面時(shí)，一般選用梯形或圓形流道。良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)是設(shè)計(jì)分流道的最終目的，使塑料熔體盡快地流經(jīng)分流道充滿型腔，并且流動(dòng)過(guò)程中壓力損失和熱量損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個(gè)型腔。而分流道本設(shè)計(jì)采用矩形截面。

根據(jù)設(shè)計(jì)的一模一腔布局我們看出，本次設(shè)計(jì)的澆口采用直澆口方案，分三點(diǎn)同時(shí)進(jìn)膠，這樣處理能有效減少注塑的壓力與熱量損失，該澆口注塑壓力和熱量損失最少，具有很好的成型性，補(bǔ)縮效果很好。

根據(jù)模具尺寸，得到型芯型腔尺寸，從而最終確定本設(shè)計(jì)選用的模架為FCI3335模架，模架的安裝高度365 mm。設(shè)計(jì)采用UG的中自動(dòng)導(dǎo)入標(biāo)準(zhǔn)模架，選用的導(dǎo)柱、導(dǎo)套也相應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值。模具結(jié)構(gòu)的具體形式如圖2。

2.2排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

由于圓盤(pán)外殼比較復(fù)雜，所產(chǎn)生的分型面與模具的接觸面比較多，所以分型面的間隙也比較多，也就可以利用其間隙進(jìn)行排氣。另外模具的側(cè)抽芯組織也能夠排氣，所以能夠不必要再設(shè)計(jì)規(guī)劃排氣槽。

2.3斜推桿內(nèi)抽芯的設(shè)計(jì)

當(dāng)塑料產(chǎn)品具有與開(kāi)模方向不一樣的側(cè)孔或者內(nèi)扣或者凹陷時(shí)，通常都必須將成型側(cè)孔或側(cè)凹穴的零件做成可動(dòng)的組織，當(dāng)然除了很少狀況能夠強(qiáng)行脫模外。在塑件脫模前，先將其抽出，然后再?gòu)男颓恢泻托托旧厦摮鏊芗Ｍ杲Y(jié)側(cè)向活動(dòng)型芯抽出和復(fù)位的組織就叫側(cè)向抽芯組織。由于該圓盤(pán)為內(nèi)扣內(nèi)抽芯，故采用斜頂抽芯機(jī)構(gòu)。

根據(jù)塑件的特點(diǎn)、分型面的選擇，側(cè)向型芯或側(cè)向成型模腔從成型方位到不妨礙塑件的脫落推出方位所移動(dòng)的間隔稱為抽芯距，用s表明，為了安全起見(jiàn)，內(nèi)抽芯間隔一般比塑件上的側(cè)孔、側(cè)凹的深度或側(cè)向凸臺(tái)的高度大2～3 mm，本規(guī)劃中圓盤(pán)外殼內(nèi)向抽芯的是塑件內(nèi)部上的3邊內(nèi)扣，深度為3 mm，所以能夠取內(nèi)抽芯距s為5 mm。

2.4模具的材料

本模具根據(jù)其結(jié)構(gòu)、加工工藝性和使用條件選擇材料如下：

CrWMn用于形狀復(fù)雜，要求熱處理變形小的型腔，型芯；

45鋼具有切削加工性能好，調(diào)制后有較高的強(qiáng)度和韌性，例如：定動(dòng)模板固定板，頂桿固定板，頂桿墊板、支撐板。

T8A、T10A具有可淬性高，但淬透性差，淬火變形大，需進(jìn)行磨削加工，用于制造耐磨性結(jié)構(gòu)零件。例如：導(dǎo)桿、頂桿、斜導(dǎo)柱、導(dǎo)套。

2.5模具的整體結(jié)構(gòu)圖

模具的整體結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

圖3　模具整體結(jié)構(gòu)圖

3 總結(jié)

該模具的凹模采用整體式型腔，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，改善了模具加工的工藝性，降低了模具的生產(chǎn)成本。為了解決內(nèi)部三卡扣內(nèi)抽芯問(wèn)題，本次設(shè)計(jì)了3處斜頂結(jié)構(gòu)，保證了本次產(chǎn)品的平穩(wěn)出模，該模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，型腔、型芯采用組合式，降低了模具的制造成本。成型的殼體塑件質(zhì)量合格穩(wěn)定，使塑件質(zhì)量符合設(shè)計(jì)和使用要求。

［1］ 梅爾·庫(kù)茲（MYER KUTZ）. 材料選用手冊(cè)［M］. 化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

［2］ 方昆凡. 工程材料手冊(cè)·非金屬材料卷［M］. 北京出版社， 2002.

［3］ 朱龍根. 簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］. 機(jī)械工業(yè)出版社， 1997.

［4］ 葉久新，王群. 塑料制品成型與模具設(shè)計(jì)［M］. 湖南科學(xué)技術(shù)出版社， 2005.

［5］ 趙昌盛. 實(shí)用模具材料應(yīng)用手冊(cè)［M］. 機(jī)械工業(yè)出版社， 2005.

（P-01）

Structure of three-core pulling disc injection mold

TQ320.52

1009-797X（2016）10-0014-03

A

10.13520/j.cnki.rpte.2016.10.003

嚴(yán)金榮（1988-），男，大專(zhuān)，研究方向?yàn)槟＞咴O(shè)計(jì)與制造。

2016-03-28