趙 猛

（沈陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧沈陽 110045）

1 引言

隨著人們生活品質(zhì)的不斷提高，高性能的電器產(chǎn)品已然成為千家萬戶的必需品。作為智能家電的代表，變頻洗衣機(jī)因具有節(jié)能、超低噪音、可變水流、高脫水轉(zhuǎn)速等特點(diǎn)，成為該領(lǐng)域的主流產(chǎn)品[1]。而控制面板是洗衣機(jī)重要的外觀件，集實(shí)用性、安全性、美觀性于一體。本文針對(duì)某品牌洗衣機(jī)控制面板在成型過程中存在的問題，進(jìn)行模具優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終取得良好的效果。

2 塑件分析

圖1所示為洗衣機(jī)控制面板零件圖，材料為透明ABS，特點(diǎn)是成型收縮率小，表面光潔度高，電性能和機(jī)械性能優(yōu)良，收縮率5‰[2～3]。塑件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下：①塑件最大外形尺寸為500×92×46mm，平均壁厚為1.82mm；②塑件外側(cè)表面無倒扣，但內(nèi)側(cè)面倒扣較多，L1～L9共有9處，都為安裝結(jié)構(gòu)，精度要求高；③塑件內(nèi)側(cè)面有11處深柱位，且A、B、C 3處矩形框要求鏡面剖光；④塑件外觀面品質(zhì)要求高，不允許有澆痕、凹陷、熔接痕、氣紋和飛邊等缺陷，后序外觀表面需貼膜。

3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

洗衣機(jī)控制板尺寸較大且上表面要求光滑無氣紋。經(jīng)分析，排位采用1模1腔結(jié)構(gòu)，進(jìn)膠方式采用點(diǎn)澆口轉(zhuǎn)3點(diǎn)潛澆口、潛扁澆口進(jìn)膠，脫模時(shí)塑件和澆口凝料自動(dòng)分離。根據(jù)以往設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，第二分流道設(shè)計(jì)成錐形，長度約78mm，錐度1°，小端直徑φ2.5mm，大端直徑φ8mm，最終澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖2所示。將塑件導(dǎo)入CAE軟件中，進(jìn)行充填模擬，結(jié)果如圖3所示，塑料熔體充滿型腔的時(shí)間為2.417s，充填效果良好，未出現(xiàn)短射的情況。

3.2 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

水路設(shè)計(jì)時(shí)考慮到塑件整體結(jié)構(gòu)規(guī)整，壁厚相對(duì)均勻，因此，冷卻水路布置與塑件形狀相吻合[4]。如圖4所示，定模處：布置2條直徑為φ10mm的環(huán)形水路，距離塑件表面約為15mm，冷卻水管間距為30mm；動(dòng)模處：為避開鑲件、斜頂、推桿、司筒等動(dòng)模機(jī)構(gòu)，動(dòng)模處布置7條間距不等，直徑為φ10mm的直通水路。

圖1 洗衣機(jī)控制面板零件圖

圖2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖3 充填模擬結(jié)果

圖4 冷卻系統(tǒng)

3.3 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)

排氣系統(tǒng)作用是將型腔或澆注系統(tǒng)中原有氣體順利排出模具之外，以避免壓縮氣體產(chǎn)生高溫將塑件局部燒焦或造成短射、氣紋、熔接痕等成型缺陷[5]。如圖5所示，此模具型腔內(nèi)體積較大，為避免上述缺陷產(chǎn)生，在定模型腔分型面處開設(shè)25個(gè)排氣槽（斜頂、推桿處也設(shè)計(jì)了排氣裝置），排氣槽寬度設(shè)計(jì)為8mm，深度為0.02mm。

圖5 排氣系統(tǒng)

3.4 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

該控制面板四周側(cè)面不存在扣位，無需側(cè)向脫模抽芯機(jī)構(gòu)。內(nèi)側(cè)面存在9處倒扣，11處深柱位，扣位處采用斜頂方式脫模，角度為12°，材料SKD61，熱處理高頻淬火，深柱位采用司筒頂出方式，材料SKD61，熱處理硬度在50～54HRC。尤其需要注意的是內(nèi)側(cè)面有3處矩形區(qū)域要求鏡面剖光，此處無法設(shè)計(jì)推桿，考慮到頂出平衡性，推桿盡可能分布均勻，經(jīng)實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證，卸料狀態(tài)良好。綜上所述，模具脫模采用“推桿＋司筒+斜頂”組合結(jié)構(gòu)，如圖6所示。

圖6 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

4 模具結(jié)構(gòu)及其工作過程

4.1 UG（NX）模具設(shè)計(jì)

UG（NX）軟件因其在圖層、抽取面、拆分體、延伸面、同步建模等領(lǐng)域的強(qiáng)大優(yōu)勢，一直以來是國內(nèi)模具行業(yè)的主流三維設(shè)計(jì)軟件[6]，通過上述分析，采用UG（NX）建模，如圖7所示。

4.2 模具工作過程

模架選用點(diǎn)澆口模架，尺寸為750×350×526mm，模具二維結(jié)構(gòu)如圖8所示。模具工作過程：注射時(shí)，塑料熔體經(jīng)注塑機(jī)由主流道進(jìn)入，隨后經(jīng)分流道、3個(gè)潛澆口同時(shí)進(jìn)入型腔，成型的控制面板經(jīng)保壓冷卻后開模。開模后，斜頂裝置首先側(cè)向抽出，完成內(nèi)側(cè)面倒扣脫模。隨后，動(dòng)模側(cè)繼續(xù)做開模運(yùn)動(dòng)，注塑機(jī)頂桿推動(dòng)推桿固定板，推桿固定板驅(qū)動(dòng)推桿運(yùn)動(dòng)，將塑件推出動(dòng)模型腔，推出距離為150mm。之后模具閉合，推出機(jī)構(gòu)由復(fù)位桿及復(fù)位彈簧實(shí)現(xiàn)復(fù)位。合模完成后，準(zhǔn)備下一次注射成型。

圖8 控制面板模具二維圖

5 結(jié)束語

洗衣機(jī)控制面板外側(cè)面要求表面光滑，內(nèi)側(cè)面多扣位、深柱位特征，最終模具采用1模1腔排位設(shè)計(jì)，澆注系統(tǒng)選用點(diǎn)澆口轉(zhuǎn)3點(diǎn)潛膠口、潛扁澆口進(jìn)膠，冷卻系統(tǒng)中水路布置基本與塑件形狀一致?？紤]到洗衣機(jī)控制面板的局部特征，為保證件順利脫模，模具共設(shè)置9處斜頂，11根司筒，外加6根推桿，保證塑件頂出時(shí)受力平衡。經(jīng)實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證，模具運(yùn)行平穩(wěn)，產(chǎn)品質(zhì)量滿足客戶要求，可為類似結(jié)構(gòu)的塑件模具設(shè)計(jì)提供參考。