孟少明 聶慧萍 陳 晨

(①湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械工程系，湖南 株洲412004;②中航工業(yè)南方航空工業(yè)(集團(tuán))有限公司，湖南 株洲412000)

兒童電動玩具車出現(xiàn)已經(jīng)有很長一段時間了，但是興起卻是近幾年的事情。兒童電動車做為兒童玩具的一種，對于孩子們來說非常奢侈。但它既可以當(dāng)做孩子的騎行工具，又可以幫助兒童鍛煉駕駛技能增強(qiáng)靈活應(yīng)變的能力，現(xiàn)在隨著生活水平的提高，因而越來越受家長們的青睞，這也就帶動了兒童電動玩具車的發(fā)展。本文針對3 種電動玩具汽車附件，進(jìn)行組合注射成型，既能節(jié)約模具成本、設(shè)備成本、人力成本，更能提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。

1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)分析

3 種產(chǎn)品結(jié)構(gòu)如圖1 所示。材料都為ABS，收縮率都為0.5%。代號分別為18103、18104、17790，其中17790 外形尺寸小，結(jié)構(gòu)簡單，最大外形尺寸為24 mm×16 mm×13 mm，最小壁厚1 mm，最大壁厚1.5 mm，實(shí)心圓柱直徑3 mm，18103 與18104 結(jié)構(gòu)相似，都為半圓形結(jié)構(gòu)，唯一的區(qū)別就是18103 最頂面的6 個突出圓柱都為實(shí)心，而1804 最頂上面的6 個突出圓柱有2個具有圓形沉孔;反面位置，18103 是6 個圓形沉孔，18104 只有4 個圓形沉孔。零件圓形半徑為56. 6 mm，最小壁厚0.8 mm，最大壁厚1.5 mm。根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，尺寸大小，為提高生產(chǎn)效率，減少生產(chǎn)成本，決定3 種零件放在一套模具中組合注射成型。

2 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 排位設(shè)計(jì)

由于打算3 種零件一起在一套模具中組合注射成型，3 種零件在模具中的排位十分重要，排位的結(jié)構(gòu)，決定了模具制造的難易程度，產(chǎn)品生產(chǎn)效率的高低以及產(chǎn)品成型質(zhì)量的好壞。綜合3 種零件的結(jié)構(gòu)、尺寸以及澆注系統(tǒng)對產(chǎn)品成型質(zhì)量的影響等因素，經(jīng)過與客戶的溝夠，確定模具排位結(jié)構(gòu)如圖2 所示。采用每種零件一模四腔的排位方式，圖中虛線為澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)構(gòu)想。

2.2 分型面設(shè)計(jì)

由于3 種零件結(jié)構(gòu)都比較規(guī)則、簡單，根據(jù)圖2 的排位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，因此采用18103 與18104 的底平面和內(nèi)壁曲面作為大分型面，結(jié)構(gòu)如圖3 所示。17790 零件結(jié)構(gòu)簡單，分型面中未體現(xiàn)，具體在模具結(jié)構(gòu)三視圖中體現(xiàn)。

2.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

由于產(chǎn)品比較細(xì)長，尺寸精度要求較高，外表面光滑，模具采用一模十二腔的三板模結(jié)構(gòu)及點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)。

通過運(yùn)用MoldFlow 軟件進(jìn)行流動分析，得到如圖4 所示最佳澆口數(shù)量和位置以及合理的流道形狀和排布位置，并對澆口尺寸、流道尺寸進(jìn)行了優(yōu)化。在主澆口和分流道的末端設(shè)有冷料穴，以防止?jié)部诒蝗哿锨颁h面上的冷料堵塞。由于模具是三板模，為了使凝料能順利從主流道和分流道中脫離，將澆口套的流道設(shè)計(jì)成錐度為3°的錐形。

2.4 前、后模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

由于3 種產(chǎn)品總體結(jié)構(gòu)都不算太復(fù)雜，主要是外部與內(nèi)部比較多的突起與凹坑，而排位設(shè)計(jì)采用的是一模十二腔的結(jié)構(gòu)，為了便于前、后模制造、為了降低模仁毛坯成本，前、后模采用兩半對開式結(jié)構(gòu)，采用定制半成品毛坯，大體結(jié)構(gòu)電火花放電成型，局部采用小型芯鑲嵌。后模結(jié)構(gòu)如圖5 所示，前面結(jié)構(gòu)如圖6 所示。

2.5 后模鑲件設(shè)計(jì)

為降低前后模的加工難度，為降低后模仁的毛坯成本，為提高產(chǎn)品的成型質(zhì)量，減少推出痕跡等，特設(shè)計(jì)后模鑲件結(jié)構(gòu)如圖7 所示，部分鑲件作為成型推桿對工件進(jìn)行脫模。

2.6 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是根據(jù)前、后模仁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及模具元件的分布來布置水道。為了避免冷卻水道與相關(guān)的模具元件發(fā)生干涉，又不影響冷卻效果，決定在前、后模仁上設(shè)計(jì)一進(jìn)一出的內(nèi)循環(huán)式冷卻水道。

2.7 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

模具總體結(jié)構(gòu)如圖8 所示，采用三板結(jié)構(gòu)，雙分型面開模，點(diǎn)澆口進(jìn)料。

3 模具工作過程

本模具為三板模，最大外形尺寸為450 mm×400 mm×327 mm，頂出距離40 mm，模架采用龍記模架。模具工作過程:動、定模合模，熔料經(jīng)塑化、計(jì)量后經(jīng)注塑機(jī)注入模具密封型腔內(nèi)，經(jīng)保壓、冷卻后開模。開模時，在膠質(zhì)41 的作用下，前模板10 和后模板6 之間的主分型面先分開，在拉料桿16 的作用下使?jié)沧⑾到y(tǒng)在點(diǎn)澆口位置與產(chǎn)品分開。繼續(xù)開模，當(dāng)限位拉桿42 掛住前模板10，使得前模板10 與中間板12 分開，使主流道凝料分別從主流道襯套14 和前模扳10 中抽出。開模到一定距離，注塑機(jī)頂桿前進(jìn)，頂出機(jī)構(gòu)在推桿的帶動下將塑件從動模芯中頂出，當(dāng)運(yùn)動到頂出距離40 mm 時，對包緊在型芯上的塑件進(jìn)行脫模和取出流道凝料。前、后合模，注塑機(jī)頂桿回退，頂出機(jī)構(gòu)在復(fù)位桿20 和彈簧22 的帶動下將模具復(fù)位，行車感應(yīng)器28對復(fù)位的正確性進(jìn)行檢驗(yàn)，完成一個注射周期。

4 結(jié)語

(1)根據(jù)3 種零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與尺寸，模具采用一模十二腔結(jié)構(gòu)，既能節(jié)約模具成本，也能降低用人與設(shè)備成本，還能提高生產(chǎn)效率;

(2)模具采用點(diǎn)澆口進(jìn)料，雙分型面開模，能很好的保證塑件的外觀質(zhì)量。

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