周德雄

（深圳市銀寶山新科技股份有限公司，廣東深圳 518108）

1 引言

塑膠制品在注射成型后，因?yàn)樗芗Y(jié)構(gòu)、塑料特性、模具溫度、注射成型工藝等因素會(huì)導(dǎo)致翹曲變形，為了達(dá)到塑件設(shè)計(jì)尺寸，預(yù)變形設(shè)計(jì)也是一種非常有效的方法，下面以油門(mén)踏板為例，介紹這種預(yù)變形模具的設(shè)計(jì)方法，希望能對(duì)其它類型的塑料制品的模具設(shè)計(jì)起到拋磚引玉的作用。

2 油門(mén)踏板塑件介紹

圖1所示為油門(mén)踏板，其為功能性長(zhǎng)條形塑件，外形尺寸279.5×180.6×74.1mm，塑件底部大量骨位增加其強(qiáng)度，側(cè)面腳踏的位置設(shè)計(jì)了防滑槽。為滿足使用功能，塑件使用力學(xué)性能、耐熱性能、耐疲勞性能優(yōu)異、被廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、儀器殼體以及其它需要有抗沖擊性和高強(qiáng)度要求的工程塑膠料——PA66，為了提高PA66的機(jī)械特性，加入了40%的玻璃纖維，收縮率為0.7%。

3 油門(mén)踏板模流分析及塑件變形調(diào)整

采用針閥點(diǎn)澆口直接進(jìn)到塑件上，模流分析參數(shù)如圖2所示，分析變形數(shù)據(jù)如圖3所示。

圖1 油門(mén)踏板

圖2 模流分析參數(shù)

圖3 模流分析變形數(shù)據(jù)

通過(guò)模流分析可以看出腳踏區(qū)域在3個(gè)方向都有變形，但分析的變形值比實(shí)際生產(chǎn)時(shí)的要小。塑件3D按圖4進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)整，以預(yù)變形旋轉(zhuǎn)軸心為基準(zhǔn)點(diǎn)，進(jìn)行3D預(yù)變形設(shè)計(jì)，踏板底端變形1mm，頂端變形1.3mm，其它地方過(guò)渡接順，使保持不變的原形狀與變形設(shè)計(jì)后的形狀完美接合，經(jīng)過(guò)試模驗(yàn)證，注射成型后經(jīng)過(guò)翹曲變形達(dá)到塑件目標(biāo)尺寸。

圖4 預(yù)變形數(shù)據(jù)調(diào)整

圖5 注射模結(jié)構(gòu)

4 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

圖5為油門(mén)踏板注射模2D結(jié)構(gòu)圖，采用1模2腔結(jié)構(gòu)。PA66+40%GF塑膠模具溫度40℃～110℃（試模溫度為90℃），因?yàn)槟＞咚铚囟容^高，所以模具定模側(cè)和動(dòng)模側(cè)都做了隔熱板，油門(mén)踏板注射模的設(shè)計(jì)包括模架、熱流道系統(tǒng)、滑塊機(jī)構(gòu)、頂出機(jī)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

4.1 模架設(shè)計(jì)

模具采用非標(biāo)模架CI560×640，兩板模結(jié)構(gòu)，如圖5所示。模架由定模座板2、熱流道板13、定模板14、動(dòng)模板18、方鐵26、頂桿固定板20、頂桿墊板22、動(dòng)模座板27等組成。由于斜向滑動(dòng)的兩個(gè)滑塊行程較長(zhǎng)，其斜導(dǎo)柱已高出定模板面，將模架的導(dǎo)柱設(shè)計(jì)在定模板，模具定模側(cè)倒放時(shí)能有效保護(hù)斜導(dǎo)柱不會(huì)被撞壞。

4.2 模具排位與分型面設(shè)計(jì)

經(jīng)過(guò)對(duì)塑件投影面積、膠料重量計(jì)算，油門(mén)踏板模具匹配在200t的注塑機(jī)上生產(chǎn)，模具1模2腔，塑件旋轉(zhuǎn)360°排位放置，側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在操作側(cè)和非操作側(cè)。兩塊拼接的鑲科在4個(gè)角落設(shè)計(jì)5°虎口，使動(dòng)定模能夠互鎖。塑件最小插穿角度為2°，模架周邊放置4個(gè)零度邊鎖，使模芯精確定位。動(dòng)模側(cè)模架上，分布8個(gè)承壓塊，增大了分型面承壓面積，避免模芯分型面因壓力過(guò)大而損壞。

4.3 抽芯與頂出機(jī)構(gòu)

油門(mén)踏板旋轉(zhuǎn)中心軸處及防滑槽位置（見(jiàn)圖1所示），開(kāi)模方向有倒扣，需設(shè)計(jì)側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。如圖5所示，抽芯機(jī)構(gòu)由滑塊7、斜導(dǎo)柱6、耐磨塊5、限位塊4、滑塊扣30組成。動(dòng)模側(cè)開(kāi)啟時(shí)，滑塊7在斜導(dǎo)柱6的驅(qū)動(dòng)下，進(jìn)行抽芯運(yùn)動(dòng)，由于滑塊安裝在操作側(cè)和非操作側(cè)，不存在因滑塊重力下掉的可能性，當(dāng)斜導(dǎo)柱6與滑塊7分離后，滑塊尾部剛好碰到限位塊4而停止運(yùn)動(dòng)，此時(shí)滑塊扣30的止動(dòng)銷，將滑入滑塊底部的V形槽，起到止動(dòng)效果，滑塊已完成抽芯動(dòng)作。

動(dòng)模側(cè)繼續(xù)打開(kāi)，至完全打開(kāi)后，注塑機(jī)頂桿驅(qū)動(dòng)注塑機(jī)頂桿31，從而帶動(dòng)頂桿墊板22、頂桿固定板20、頂桿9、復(fù)位桿19等頂出機(jī)構(gòu)進(jìn)行頂出動(dòng)作。因?yàn)榛瑝K下也放置有頂針，為避免頂針撞到滑塊及定模，在復(fù)位桿上及復(fù)位桿底部裝有彈簧21，底部的彈簧將復(fù)位桿彈起3mm，使得復(fù)位桿比頂針先碰到定模側(cè)零件。在復(fù)位桿上及復(fù)位桿底的彈簧的反推力下，頂桿板后退至合模狀態(tài)，這樣就避免了頂桿撞模，又能起到復(fù)位的效果。

5 注射成型參數(shù)的調(diào)試

油門(mén)踏板注射成型參數(shù)的調(diào)試如表1所示。

表1 注射成型參數(shù)匯總

在注射成型過(guò)程中，通過(guò)注射成型參數(shù)調(diào)整，塑件冷卻放置，尺寸穩(wěn)定后，經(jīng)檢測(cè)，硬度及外形尺寸均符合塑件圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求。模具在使用中，針閥式熱流道澆口直接進(jìn)膠在塑件上，針閥控制無(wú)水口殘留，減少塑料的浪費(fèi)。塑件頂出，機(jī)械手抓取塑件后放到傳送帶，如此便捷的生產(chǎn)方式，真正達(dá)到自動(dòng)化生產(chǎn)，提高了注射成型塑件的生產(chǎn)效率。

6 結(jié)束語(yǔ)

油門(mén)踏板預(yù)變形模具設(shè)計(jì)，只是在眾多反變形塑件的一個(gè)案例。由于塑件結(jié)構(gòu)、塑膠特性、模具溫度、注射成型工藝等因素，塑件變形量及變形方向?qū)?huì)各不相同，要控制塑件尺寸符合預(yù)期效果，必須參考模流分析得出的理論變形量及變形方向，結(jié)合一些變形經(jīng)驗(yàn)總結(jié)數(shù)據(jù)，基本能達(dá)到塑件預(yù)期效果。