施錫鵬，李孫光,2，姚國東，倪利勇

（1.廣東海洋大學(xué)工程學(xué)院，廣東湛江524088；2.廣東陽江市三兄刀具有限公司，廣東陽江529931）

塑料產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到成型生產(chǎn)，是一個(gè)十分復(fù)雜的過程，包括塑料制品設(shè)計(jì)、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具加工制造和塑件生產(chǎn)等，需要產(chǎn)品設(shè)計(jì)師、模具設(shè)計(jì)師、模具加工工藝師及熟練操作工人協(xié)同努力來完成，是一個(gè)設(shè)計(jì)、修改、再設(shè)計(jì)不斷優(yōu)化的過程。傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)，已越來越難以滿足市場激烈競爭的需要。計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用，正從各方面取代傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)方式，并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。本文使用Pro/E、AutoCAD等軟件，完成了刀座面板注塑模具的設(shè)計(jì)。

1 工藝分析

刀座面板零件圖如圖1所示。材料選用ABS塑料。

本產(chǎn)品的的特點(diǎn)，是具有較多的筋條和深孔。模具設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，就在于如何保證刀盒面板碰穿孔質(zhì)量。要保證碰穿孔的質(zhì)量，就要合理地設(shè)計(jì)模具碰穿針。此外，為了便于脫模和保證產(chǎn)品外觀質(zhì)量，澆口形式和分型面的合理選擇，也是需要重視的問題。

圖1 刀座面板零件圖

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在刀具面板塑件中存在通孔和筋的部位，采用鑲拼模具結(jié)構(gòu)，使該模具加工能容易實(shí)現(xiàn)，降低模具生產(chǎn)成本。注射成形時(shí)，也可以利用鑲件的間隙進(jìn)行排氣，從而改善塑件的外觀和力學(xué)性能。

采用一模兩腔的形式，凹模采用整體鑲件式，其形式是在凹模板上加工出與凹模鑲件尺寸相適應(yīng)的腔體，把凹模鑲件裝入定模板，然后用4個(gè)緊固螺釘鎖緊凹模鑲件。

在凸模設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到刀座面板的筋條較深，為了便于脫模，將有深窄凹槽的地方采用鑲拼式結(jié)構(gòu)，并對筋槽部分的側(cè)壁進(jìn)行拋光處理。安裝凸模時(shí)，將小鑲件用臺階固定在大鑲件上，然后將大鑲件用臺階固定在凸模芯上，凸模芯則用緊固螺釘固定在凸模上，其結(jié)構(gòu)如圖2和圖3所示。

圖2 凸模和凹模結(jié)構(gòu)

圖3 凸模鑲件

為了不影響塑件的外觀質(zhì)量，以及成型后能順利取出塑件，綜合考慮塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合零件本身的工藝性，選取制件的上表面及內(nèi)臺階孔的平面合并的平面作為分型面（如圖4所示）。

圖4 分型面

因?yàn)樵撁姘遢^薄且是外觀產(chǎn)品，對表面要求較高，所以，頂針位置盡量排布均勻，且數(shù)量上盡量設(shè)置多一點(diǎn)，以求用均勻的頂出力頂出制件。設(shè)計(jì)每腔頂桿數(shù)目為10根。因制件并不太大，用直通的水道做為冷卻系統(tǒng)，已能滿足產(chǎn)品加工要求。

因?yàn)樵摰蹲媳砻鏋橥庥^表面，故不可以在上表面設(shè)置澆口。所以，本設(shè)計(jì)采用潛伏式澆口，避開刀座表面，防止在制品表面留下難看的澆口痕跡。

3 主要工作尺寸計(jì)算

制品尺寸能否達(dá)到圖紙尺寸的要求，與型腔、型芯的工作尺寸的計(jì)算有很大關(guān)系。以塑料的平均收縮率為基準(zhǔn)，計(jì)算成型零件工作尺寸。依據(jù)文獻(xiàn)[2]對成型零件工件尺寸進(jìn)行計(jì)算，主要內(nèi)容包括：模具型腔內(nèi)徑尺寸計(jì)算、模具型芯徑向尺寸計(jì)算、模具型腔深度尺寸計(jì)算、模具型芯高度尺寸計(jì)算等。

刀座面板的長度、寬度上的最大尺寸所對應(yīng)的型腔內(nèi)徑尺寸分別為

刀座面板的長度、寬度上對應(yīng)的模具型芯徑向尺寸分別為

分型面最低處到分型面最高處的距離，為制品最大高度H=17 mm，對應(yīng)的模具型腔深度尺寸為

分型面到制品最高處的內(nèi)部高度為h=15 mm，對應(yīng)的模具型芯高度尺寸為

模具總體結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 模具總體結(jié)構(gòu)

4 結(jié)束語

運(yùn)用Autocad、pro/E等輔助設(shè)計(jì)軟件，設(shè)計(jì)了刀座面板注射模具。對刀座面板進(jìn)行了工藝分析，確定了注射模具的澆口位置。根據(jù)塑件表面要求采用潛伏式澆口。為提高模具設(shè)計(jì)效率和降低模具成本，采用了標(biāo)準(zhǔn)模架和一模兩腔的形式。在塑件通孔和筋的地方，模具上采用了鑲拼結(jié)構(gòu)，使該模具加工能容易實(shí)現(xiàn)，降低了模具加工成本；注射成形時(shí)，也可以利用鑲件的間隙進(jìn)行排氣，從而改善塑件外觀和力學(xué)性能。生產(chǎn)試驗(yàn)表明模具設(shè)計(jì)可行，效果良好。

[1]申開智.塑料模具設(shè)計(jì)與制造[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

[2]中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)中國機(jī)械設(shè)計(jì)大典編委會(huì).中國模具設(shè)計(jì)大典[M].南昌：江西科學(xué)技術(shù)出版社，2002.