李耀輝，劉 威

（蘇州市職業(yè)大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，江蘇 蘇州 215104）

0 引言

在塑料加工行業(yè)中約有95%的產(chǎn)品靠模具生產(chǎn)，產(chǎn)品的更新及新產(chǎn)品的開發(fā)都是以模具的更新和工藝改進(jìn)為前提。注塑制件約占所有塑料制件總產(chǎn)量的40% ，注射模具的產(chǎn)量占世界塑料成型模具總產(chǎn)量的一半以上，這主要是因?yàn)橄鄬?duì)于其他塑料成型工藝方法，注射成型工藝能完成復(fù)雜精密塑料制件的成型，而且成型效率高。隨著注射成型CAD／CAE／CAM技術(shù)的迅速發(fā)展與普及，設(shè)計(jì)制造業(yè)正朝著數(shù)字化、全球化、快捷化的方向發(fā)展［1］。由于市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，促使工業(yè)產(chǎn)品朝著多品種、小批量、高質(zhì)量、低成本的方向發(fā)展。為保持產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，產(chǎn)品的開發(fā)周期、生產(chǎn)周期越來越短，作為制造各種產(chǎn)品的關(guān)鍵工藝裝備之一——模具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用已成為決定產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。

1 塑件工藝性分析

圖1為電源按鈕塑件產(chǎn)品圖，圖2為在Pro／E中建立的3D模型。該產(chǎn)品為某款照相機(jī)上的開關(guān)鍵，材料為ABS，屬于外觀件，零件表面光潔度要求較高，不能有缺陷、毛刺，最終表面須噴涂處理。該零件總體尺寸為24．38×24．41×5．31，屬于小型產(chǎn)品。在產(chǎn)品的尾部有兩個(gè)小孔，直接利用公母模無法成型，所以設(shè)計(jì)模具時(shí)此處須設(shè)置側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)。該零件屬于中等復(fù)雜程度，塑件等級(jí)5級(jí)精度，未注公差尺寸按GB／T14486－1993取7級(jí)精度，ABS收縮率為0．3%～0．8%。

2 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2．1 型腔數(shù)目確定

由于該產(chǎn)品尺寸較小，屬于大批量生產(chǎn)，且尺寸精度要求在成型許可范圍內(nèi)，故采用一模四穴的多型腔注射模，且為平衡式布局，以保證塑件成型質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低塑件的整體成本。

圖1 電源按鈕產(chǎn)品圖

圖2 電源按鈕的3D模型

2．2 分型面設(shè)計(jì)

分型面是決定模具結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要影響因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、塑件的脫模和模具的制造工藝等有關(guān)，因此分型面的選擇是模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵步驟。

設(shè)計(jì)分型面時(shí)，首先根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)及脫模等要求確定分模線的位置［2］，進(jìn)而在Pro／E“模具制造”模塊中通過相關(guān)曲面命令進(jìn)行分型面的設(shè)計(jì)。該產(chǎn)品的分模線位置選擇如圖3所示。

圖3 塑件分模線位置選擇

2．3 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

當(dāng)注射成型的塑件在與開合模方向不同的內(nèi)側(cè)或外側(cè)具有孔、凹穴或凸臺(tái)時(shí)，模具上成型該處的零件必須做成可側(cè)向移動(dòng)的形式，以便在塑件脫模推出之前，先將側(cè)向成型零件抽出，然后再把塑件從模內(nèi)推出，否則產(chǎn)品無法脫模。因本產(chǎn)品側(cè)邊有兩個(gè)小孔，所以需設(shè)計(jì)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，本文采用斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)［3］。模具結(jié)構(gòu)布局示意圖如所圖4所示。

圖4 模具結(jié)構(gòu)布局示意圖

2．4 滑塊設(shè)計(jì)

滑塊是斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)中的一個(gè)重要零部件，一般情況下，它與側(cè)型芯組合成側(cè)滑塊型芯，即組合式滑塊，當(dāng)側(cè)型芯結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單容易加工時(shí)，也可采用整體式滑塊。本設(shè)計(jì)中采用組合式滑塊，其結(jié)構(gòu)如圖5所示。

2．5 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

電源按鈕注射成型模具采用兩板模結(jié)構(gòu)，澆注系統(tǒng)為一模四穴的側(cè)向進(jìn)澆方式。產(chǎn)品尾部的孔采用斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)，模具結(jié)構(gòu)示意圖見圖6。在Pro／E軟件中調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)模架后進(jìn)行模具的3D結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如圖7所示。

圖5 組合式滑塊結(jié)構(gòu)示意圖

圖6 電源按鈕模具結(jié)構(gòu)示意圖

圖7 模具的3D結(jié)構(gòu)示意圖

［1］ 唐志玉．塑料模流變學(xué)設(shè)計(jì)［M］．北京：國防工業(yè)出版社，1991．

［2］ 吳崇峰．實(shí)用注塑模CAD／CAE／CAM 技術(shù)［M］．北京：兵器工業(yè)出版社，1999．

［3］ Georg Menges，Walter Michaeli，Paul Mohern．注射模具制造工程［M］．閆光榮，許鶴峰，譯．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002．

Design of Plastic Injection Mould for Power Button Based on Pro／E