戴益波,陳 攀,郭宇航
(江蘇科技大學材料科學與工程學院,江蘇鎮(zhèn)江 212003)
塑件零件圖如圖1所示,考慮到人們使用固定電話的方式以及人們對固定電話的使用要求,所選的材料應具有較好的耐磨性和較高的性價比,最終確定塑件的材料為ABS樹脂材料。塑件的的最大尺寸為225.0 mm×175.0 mm×40.0 mm。該塑件的尺寸適中,整體結(jié)構(gòu)并不復雜,以ABS樹脂材料作為填充物可以較輕易的一次澆注成型。根據(jù)ABS樹脂材料的特性并結(jié)合生活需要,固定電話下蓋的表面精度等級不需要太高,太高的等級精度難免會增加不必要的成本。塑料制品的等級精度一般分為3~5三個等級精度[1],本次固定電話下蓋的精度等級選擇一般精度4級。
圖1 塑件零件圖
本次模具設計中分型面創(chuàng)建在塑件的最大截面處。固定電話下蓋是一個殼狀結(jié)構(gòu),而固定電話的四周都是薄壁,這就對塑件的成型要求比較高。因為一旦塑件的成型沒有達到要求,薄壁部分彎曲或不在同一平面,都將直接導致最終產(chǎn)品的不合格。而多型腔雖然生產(chǎn)效率高,但是產(chǎn)品的成型不太可能保持一致,一旦有次品出現(xiàn),都將導致成本的增加。所以結(jié)合實際生產(chǎn)考慮,本次固定電話下蓋模具設計的型腔數(shù)目確定為1,也就是單型腔。通過塑件注射量的計算,選擇型號為XS-ZY-500的注塑機[2]。模具總裝圖如圖2所示。
圖2 總裝圖
澆注系統(tǒng)由主流道、分流道和澆口組成,連接著注塑機的噴嘴和模具型腔[3]。澆注系統(tǒng)的設計必須考慮到所選塑件材料的成型特性,不同材料在凝料后與模具的分離難易程度也不同,對此相應澆道的尺寸也應隨之改變,以減少工藝成本和保證塑件成型美觀。
1.1.1 主流道的設計
主流道設計時應注意以下幾點:(1)主流道中的最小處直徑應大于注塑機噴嘴尺寸1~2 mm,否則會對后期的脫模增加困難;(2)主流道與分流道接口處應設有圓角,以減小熔融塑件材料轉(zhuǎn)向時所產(chǎn)生的力;(3)由于在塑件材料填充過程中,主流道內(nèi)的熱量十分集中,應當設有相應的冷卻措施[4]。主流道的設計如圖3所示。
圖3 主流道的設計
1.1.2 分流道的設計
分流道在設計時應注意以下幾點:(1)在保證熔融的塑件材料最終能夠良好成型的條件下,分流道的截面積和長度應盡量減小,以減小澆注時的熱量損失;(2)如果分流道的長度較長,應該在分流道的末端設一小槽用來容納注射時原本存在于型腔內(nèi)的空氣;(3)分流道和澆口的連接處應當較為光滑,這樣有利于熔融塑件材料的流動。分流道的設計如圖4所示。
圖4 分流道截面圖
1.1.3 澆口的設計
在設計澆口的位置和尺寸時應注意以下幾點:(1)澆口截面的尺寸要根據(jù)制品來確定,若制品的尺寸較大,則澆口的尺寸也應較大;(2)澆口應盡量在壁厚最厚處并距離各型腔的總距離盡量小;(3)澆口的位置應設計在不影響塑件外觀的部位[5]。澆口的設計如圖5所示。
圖5 澆口的形狀
推出機構(gòu)在設計時有以下原則:(1)塑件盡量留在動模上;(2)推出方式要合理;(3)不影響塑件外觀;(4)準確可靠[6]。綜合上述設計原則,推出機構(gòu)的設計如圖6所示。
圖6 推出機構(gòu)
冷卻系統(tǒng)的設計原則:(1)為了讓塑件各部位的冷卻效果相近,冷卻水道應在型腔周圍分布地盡量廣泛和均勻;(2)在澆口的位置,冷卻水道應設計的盡量多或者冷卻水道的直徑應盡量大,以達到加強冷卻的效果;(3)冷卻水道在彎折或其他易漏水處應套上塑膠密封線圈來防止漏水[7]。冷卻水道的設計如圖7所示。
圖7 冷卻水道示意圖
本次模具設計的排氣方式采用間隙和分型面排氣的方式,排氣槽設置在分型面上。
裝配時有3種基準供考慮:(1)對于形狀復雜的型芯型腔,通常先加導柱和導套裝備孔,然后以該裝備孔作為裝配基準;(2)在裝配導套導柱零件時,以模具的模板側(cè)面為作為裝配基準;(3)以模具凸模或者凹模的表面作為裝配基準,其余零件作為參考基準。
選定裝配基準后,按照順序正確地裝配各個零件。當模具安裝完成后,要認真仔細地調(diào)試各個活動部分,看看是否有卡滯或爬行的情況,以確保各個活動部分都在準確的位置。當模具合上后,檢查分型面縫合地程度,看分模面的間隙是否足夠小,從而保證不會發(fā)生溢料的情況。最后檢查冷卻系統(tǒng),以防冷卻水道發(fā)生漏水的情況。
當模具正確安裝后,本次固定電話下蓋注塑模具設計的總裝配圖如圖8所示。
基于UG繪圖軟件完成了固定電話下蓋的模具設計,塑件的材料選擇根據(jù)耐磨性和其他各方面的考慮,最終選擇ABS樹脂材料。模具型腔布局為一模一腔,分型面創(chuàng)建在塑件的最大截面處。共布置4根冷卻水道,塑件的上下兩邊各布置2根冷卻水道,冷卻水道的直徑為10 mm。
圖8 模具總裝配圖