曾　妍，閆大鵬（.吉林機電工程學校，吉林　吉林　30；　.吉林小糸東光車燈有限公司，吉林　吉林　303）

工業(yè)技術(shù)

電器外殼注射成型工藝分析及模具設(shè)計

曾妍1，閆大鵬2
（1.吉林機電工程學校，吉林吉林132101；2.吉林小糸東光車燈有限公司，吉林吉林132013）

近幾年工業(yè)產(chǎn)品和日用產(chǎn)品塑料化的趨勢不斷上升，直接推動了塑料模具行業(yè)的快速發(fā)展。塑料模具作為塑料零部件的重要支撐裝備，結(jié)構(gòu)形式多種多樣。本文闡述了電器外殼塑料件的模具設(shè)計過程，通過該設(shè)計過程介紹了殼類零件注塑模具設(shè)計的基本知識。

塑料模具；結(jié)構(gòu)設(shè)計；澆注系統(tǒng)

1　塑件分析

該塑件最大尺寸為長97mm，寬為48mm，高為86.5mm，塑件的形狀比較復雜，為殼類零件，左右兩側(cè)有14個矩形的孔，材料為ABS，外表面光滑。

2　模具設(shè)計方案

通過分析，結(jié)合經(jīng)濟性和制件的精度要求，可設(shè)計為一模兩腔的形式。模具為兩板模具，采用單分型面，塑件下表面為分型面。澆口設(shè)置為扇形澆口，從塑件的側(cè)面底部進澆，并且在側(cè)滑塊上設(shè)有排氣槽，這樣能保證塑件外表面的質(zhì)量達到標準。模具上需要添加側(cè)抽機構(gòu)，采用復位桿復位，加裝復位彈簧幫助模具復位，頂出時用頂出桿。在型芯上開冷料穴，方便自動化生產(chǎn)。模具的冷卻裝置為上下模板上開的環(huán)形水路，冷卻效果較好。

圖1　模具設(shè)計圖

3　設(shè)計要點

3.1成型部件結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.1.1成型部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計

成型零部件是決定塑件幾何形和尺寸的零件。它是模具的主要部分。由于塑料成型的特殊性，塑料成型零件的設(shè)計與冷沖模的凸、凹模設(shè)計有所不同。凹模亦稱型腔，是成型塑件外表面的主要零件，凸模亦稱型芯，是成型塑件內(nèi)表面的零件。凸、凹模結(jié)構(gòu)不同主要可分為整體式和組合式兩種形式?？紤]到模具鋼的價格比較昂貴，模具的型腔還是采用一模兩腔的設(shè)計，所以采用整體嵌入式的凸、凹模結(jié)構(gòu)，它能能保證加工的精度要求，并且能減少熱處理后的變形量和在容易受損壞的部分修理更加方便。

3.1.2成型部件的工作尺寸計算

塑件外表面的徑向基本尺寸Ls=91mm，塑件內(nèi)表面的徑向基本尺寸ls=88mm，塑件凸起部分高度基本尺寸Hs=86.4mm，塑件孔或凹槽深度基本尺寸hs=84.9mm。按照MT5級（B類）公差計算，查GB/T 14486-93，公差△=1.2mm，ABS塑件平均收縮率=0.5%，模具成型制造誤差 δz=△/3=0.4mm。

（1）型腔徑向尺寸計算：

（2）型芯徑向尺寸計算：

（3）型腔深度尺寸計算：

（4）型芯高度尺寸計算

3.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計

（1）主流道設(shè)計。為便于流道凝料從主流道襯套中拔出，主流道設(shè)計成圓錐形，錐角=4°，粗糙度Ra≤0.63，與噴嘴對接處設(shè)計成半球形凹坑，主流道球面半徑SR=噴嘴圓弧半徑+（2～3）=12+3=15mm。主流道要求耐高溫和摩擦，設(shè)計成可拆卸襯套以便選用優(yōu)質(zhì)材料單獨加工和熱處理。襯套大端高出定模端面5～10mm，與注射機定模板的定位孔成間隙配合，起定位作用。（2）分流道及澆口的設(shè)計。分流道須滿足良好的壓力傳遞，保持理想填充狀態(tài)，使塑料熔體盡快地經(jīng)分流道均衡分配到各個型腔。由于圓形截面分流道需開設(shè)在分型面兩側(cè)，在制造過程中需上下模板兩部分，比較復雜，因此采用平衡式半圓形分流道。分流道長度據(jù)經(jīng)驗擬定L=22mm，分澆道尺寸半圓形截面取半徑為4mm。澆口是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，根據(jù)塑件特征，外觀表面質(zhì)量要求較高，而且制件較大，因此選擇采用扇形澆口澆注。

3.3側(cè)抽機構(gòu)設(shè)計

塑件兩側(cè)有14個矩形方槽，且方槽所處位置垂直于開合模方向，塑件不能直接由推桿推出脫模，所以模具需要設(shè)計可側(cè)向移動的活動型芯，以便在塑件脫模之前先將側(cè)向成型零件抽出，然后再把塑件從模內(nèi)推出。其形式是側(cè)向分型抽芯。該工件需要側(cè)抽部件較多，側(cè)抽機構(gòu)為組合式，其缺點是強度和剛度不好，但是對于抽芯部位可單獨進行熱處理等加工強化。行位側(cè)抽距離應以抽芯完全抽出產(chǎn)品之外，且距離產(chǎn)品有2～3mm的安全距離，確保抽芯不干涉產(chǎn)品的脫模。

3.4推出機構(gòu)的設(shè)計

膠件脫模是注射成型過程中最后一個環(huán)節(jié)，脫模質(zhì)量好壞將最后決定膠件的質(zhì)量；當模具打開時，膠件須留在具有脫模機構(gòu)的半模（常在動模）上，利用脫模機構(gòu)脫出膠件。為使膠件不致因脫模產(chǎn)生變形，避免推件過程中對零件造成破壞，零件外觀要求等原因，本設(shè)計采用的是8個頂桿推出。

3.5排氣系統(tǒng)的設(shè)計

生產(chǎn)過程中，型腔內(nèi)的氣體或者塑料在成型過程中產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體如果不能被排除干凈，塑件就會形成氣泡、凹陷、表面輪廓不清晰等缺陷，因此設(shè)計模具時必須考慮型腔的排氣問題。在本設(shè)計中，頂桿排布的很均勻，數(shù)量也很多，并且設(shè)置了排氣槽，因此采用配合間隙排氣及排氣槽就可以完成排氣，使塑件能順利生產(chǎn)出來。

3.6溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

注射模具的溫度對塑料熔體的充模流動、固化定型、生產(chǎn)效率、塑件的形狀和尺寸精度都有重要的影響。注射模具中設(shè)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的目的，是通過控制模具溫度，使注射模具有良好的產(chǎn)品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)力。本設(shè)計采用的是循環(huán)式冷卻水路。

［1］戴枝榮，張遠明.工程材料［J］.高等教育出版社，2006.

［2］鄧明.實用模具設(shè)計簡明手冊［J］.機械工業(yè)出版社，2006.

［3］屈華昌.塑料成型工藝與模具設(shè)計［J］.高等教育出版社，2006.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.10.001