王春偉 ，黃正泳

1.廣西大學(xué)資源環(huán)境與材料學(xué)院（廣西南寧 530004）

2.廣西大學(xué)廣西有色金屬及特色材料加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（廣西南寧 530004）

1 塑件成型工藝分析

圖1所示為排風(fēng)扇前蓋，材料為ABS，不允許有裂紋和變形缺陷，中小批量生產(chǎn)。ABS塑料是3種單體丙烯腈（A）、丁二烯（B）和苯乙烯（S）的三元共聚物，ABS塑料廣泛應(yīng)用于機(jī)械、家電、汽車、飛機(jī)、輪船等制造工業(yè)。塑料樹脂ABS是目前應(yīng)用最廣泛的聚合物，兼具硬、韌和剛相平衡的優(yōu)良力學(xué)功能，它有機(jī)地將PB、PAN、PS的各種功能一致起來。ABS是丙烯腈（A）、丁二烯（B）和苯乙烯（S）三元共聚物，A是代表丙希腈，B是代表丁二希，S是代表苯乙希。ABS塑料特性：①丙烯腈讓ABS樹脂的耐油能力、化學(xué)平衡性、并具有一定的硬度以及鋼度；②丁二烯讓其韌性、耐寒性以及沖擊性有所進(jìn)步；③苯乙烯讓其具備良好的介電能力和優(yōu)秀的加工能力。大多數(shù)ABS塑料是沒有毒的，吸水率較低，室溫浸水1年吸水率不會(huì)超出1%而物理功能不起改變，不透水，但依然有點(diǎn)透水蒸氣。ABS塑件表面可以拋光，使塑件光澤度更高。

ABS塑料具有良好的機(jī)械性能以及綜合的物理性能，極好的高溫抗沖擊能力。ABS塑料耐水、無機(jī)鹽、不溶于大部烴類溶劑分或醇類，而容易溶于醛酮、醛、酯及某些氯代烴中。尺寸的穩(wěn)固性、抗化學(xué)藥品性、電學(xué)性能、耐磨性、塑件加工以及機(jī)械加工能力比較好。ABS塑料熱變形溫度低可燃，耐候性比較差。熔融溫度在218℃～247℃，熱分解溫度在260℃以上或更高。

圖1 排風(fēng)扇前蓋

（1）脫模斜度。

注射成品在冷卻過程中會(huì)發(fā)生收縮現(xiàn)象，在脫模過程中型芯型腔緊緊抱住塑件的突出部分，只有設(shè)定一定的脫模斜度，而且該脫模斜度必須在模具的開模方向上，這樣就不會(huì)因?yàn)槊撃Ａ^大而在推出塑件的時(shí)候損壞塑件的光滑表面。材料ABS為本次設(shè)計(jì)所選的注射成型材料，選擇模具的型芯脫模斜度則為1°。

（2）塑件的壁厚。

塑件的壁厚對(duì)注射成型工藝有較大影響，第一影響注射充模時(shí)的塑件的成型品質(zhì)；第二對(duì)塑料的固化定型有影響。塑件壁厚正常為在1～4mm，該塑件壁厚均勻，整個(gè)塑件的壁厚除了外圍一小片體的壁厚均為0.5mm左右，其它都為1.5mm。

（3）塑件的圓角。

本次設(shè)計(jì)的塑件的轉(zhuǎn)角處和內(nèi)部連接處采取圓角來過度，防止塑件應(yīng)力集中，改進(jìn)注射成型進(jìn)程中的充模特性，本次塑件中間表面圓角半徑及圓角為3mm。

（4）孔。

大多數(shù)的塑料成品上基本都會(huì)伴隨各式各樣的通孔或盲孔，一般采取型芯成型。但型芯孔過于復(fù)雜時(shí)，會(huì)使模具加工難度加大，制造成本上升。本次設(shè)計(jì)塑件上下通用采用簡(jiǎn)單型芯，側(cè)面3個(gè)通孔則采用側(cè)抽芯。

2 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 分型面設(shè)計(jì)

塑料熔體在模具型腔內(nèi)凝固形成型，分型面作為模具定模和動(dòng)模的分界面。分型面的作用是影響成型塑件的形狀和結(jié)構(gòu)，同時(shí)也關(guān)系到模具型腔排氣是否順利。最重要的是打開分型面后頂出塑件和澆注系統(tǒng)凝料。分型面的選擇原則如下:

（1）分型面的選擇要保證塑件外觀的表面質(zhì)量，考慮能比較方便地清除飛邊，同時(shí)也能避免分型面上產(chǎn)生的溢料飛邊對(duì)塑件外觀的影響。

（2）分型面的選擇有利于脫模：分型面應(yīng)取在塑件截面尺寸的最大處。而且使塑件留在動(dòng)模部分，由于推出機(jī)構(gòu)經(jīng)常設(shè)置動(dòng)模的一側(cè)，把型芯設(shè)置在動(dòng)模部分，塑件冷卻收縮過后包緊型芯，讓塑件留在動(dòng)模，這樣有利于脫模。若塑件的壁厚較大，內(nèi)孔比較小或者有嵌件時(shí)，為了讓塑件留在動(dòng)模，一般應(yīng)將型腔也設(shè)在動(dòng)模一側(cè)。對(duì)于大多數(shù)拔模斜度小而且塑件高度比較高的塑件，可以把分型面設(shè)置在塑件的中間位置，這樣可以方便塑件脫模。但此塑件外形表面有分型的痕跡。

（3）分型面的選擇應(yīng)有利于塑件的精度要求及外觀質(zhì)量。

（4）分型面的選擇應(yīng)方便成型零件型芯、型腔的加工。

（5）分型面的選擇應(yīng)方便塑件脫模。

（6）分型面盡可能選擇可讓塑件在開模之后留在動(dòng)模一側(cè)。

此模具采用三板模點(diǎn)澆口，分型面選擇在塑件脫模方向的最大投影補(bǔ)位。分型面選擇可讓塑件在開模之后留在動(dòng)模一側(cè)。

2.2 型腔數(shù)目確定

排氣扇前蓋零件的尺寸較大，在本次設(shè)計(jì)中采用點(diǎn)澆口，還有3個(gè)側(cè)抽芯，為了獲得表面光滑、外形清晰的塑件，而且塑件比較復(fù)雜，采用的澆口必須易成型，點(diǎn)澆口則適用于外觀要求高的殼類塑件，滿足排氣扇前蓋設(shè)計(jì)的要求及注射成型成功概率，因此采用1模1腔，進(jìn)行排氣扇前蓋的加工及生產(chǎn)。

2.3 主流道設(shè)計(jì)

（1）主流道的長(zhǎng)度：主流道的長(zhǎng)度L要配合好模具裝配，本次排氣扇前蓋設(shè)計(jì)中初選L=75mm進(jìn)行注塑模設(shè)計(jì)。

（2）主流道小端的直徑：小徑d=XS-ZY-500注塑機(jī)的噴嘴尺寸+（0.5～1）=（3.5+0.5）=4mm。

（3）模具主流道大端直徑：大徑D=d+2Ltan（α/2）=φ8mm。

（4）模具主流道球面半徑：R=18+2=20mm。

（5）球面的配合高度：h=3mm。

（6）可以在出料口的末端設(shè)計(jì)半徑r=3mm，方便主流道中的熔料的進(jìn)入分流道，如圖2所示。

3 模具結(jié)構(gòu)及工作過程

模具結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖2 主流道襯套（澆口套）

模具工作過程：

第一次分型（Ⅰ-Ⅰ）：當(dāng)動(dòng)模側(cè)受到注塑機(jī)的拉力時(shí)，脫料板9與定模固定板14之間沒有任何的阻礙，開閉器36裝在定模固定板14和動(dòng)模固定板18之間（保證定模固定板14和動(dòng)模固定板18不會(huì)先開模分型），此時(shí)裝在脫料板9上的小拉桿彈簧10作用下脫料板9與定模固定板14首先分開，固定在定模座板7上的彎銷34開始帶動(dòng)定模固定板14上T型導(dǎo)滑槽上的側(cè)抽芯滑塊38，當(dāng)彎銷34完全脫離滑塊時(shí)，滑塊被定模固定板上的彈簧球頭銷45定位，完成側(cè)抽芯運(yùn)動(dòng)。

第二次分型（Ⅱ-Ⅱ）：定模固定板隨著動(dòng)模固定版起向后運(yùn)動(dòng)，當(dāng)其運(yùn)動(dòng)到小拉桿6被限位塊擋住時(shí)（這段距離必須大于料頭長(zhǎng)度在這里設(shè)定為220mm），由于定模固定板和注塑機(jī)繼續(xù)向動(dòng)模側(cè)向后運(yùn)動(dòng)，在這個(gè)時(shí)候同也繼續(xù)帶動(dòng)小拉桿，小拉桿同時(shí)帶動(dòng)脫料板運(yùn)動(dòng)一個(gè)設(shè)定距離（在此行程螺絲上設(shè)計(jì)為8mm），用來將料頭打下，在這個(gè)設(shè)定距離內(nèi)運(yùn)動(dòng)完后，小拉桿及定模固定板都停止向后運(yùn)動(dòng)。

第三次分型（Ⅲ-Ⅲ）：此時(shí)注塑機(jī)繼續(xù)向后運(yùn)動(dòng)同時(shí)帶動(dòng)動(dòng)模，這時(shí)拉力則不斷增大，力達(dá)到并且超過開閉器36鎖緊力時(shí)，定模固定板與動(dòng)模固定板分開，定模固定板和動(dòng)模固定板分開的距離設(shè)計(jì)為140mm，當(dāng)動(dòng)模固定板時(shí)停止不動(dòng)后，再由推板推動(dòng)推桿19將塑件頂出。

合模過程：合模過程當(dāng)頂出板上有彈簧回，在合模前，一般情況也由彈力彈回，在注塑機(jī)的推動(dòng)下動(dòng)模向定模運(yùn)動(dòng)，動(dòng)模固定板壓向定模固定板及脫料板，最后模具完全合緊。

4 結(jié)束語(yǔ)

該模具采用斜導(dǎo)柱實(shí)現(xiàn)外側(cè)向抽芯動(dòng)作，采用拉料桿保證凝料的脫落，推板推動(dòng)推桿推出塑件。經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐，開合模運(yùn)行流暢，塑件質(zhì)量合格。極大地降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，并降低了模具生產(chǎn)成本。