毛金明，馬 野

(浙江紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院 浙江 寧波 315211)

0 引言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)與生活水平現(xiàn)代化的迅猛發(fā)展，大眾對(duì)家用電器提出愈來(lái)愈多的要求。目前，電器結(jié)構(gòu)與工作原理不斷地改進(jìn)，功能也更加多樣化。由于塑料輕，絕緣性好，導(dǎo)熱性低，成型性、著色性好和加工成本低等特點(diǎn)，塑料在電器外殼上得到了廣泛的應(yīng)用。

1 塑件結(jié)構(gòu)與工藝分析

電器處理機(jī)主要?dú)んw部分整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 殼體塑件

塑件外形最大尺寸約為： 317 mm×262 mm×193 mm。殼體材料采用工程塑料ABS，收縮率為0.5%。ABS具有良好的抗沖擊性、硬度強(qiáng)度、韌性等力學(xué)性能。塑件上設(shè)置了很多加強(qiáng)筋，以滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求。除了常規(guī)的側(cè)孔和加強(qiáng)筋外，其最大的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是有一面高度較大的安裝面，用于安裝處理機(jī)控制電器元件。

2 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 模具分型面設(shè)計(jì)

塑件分模前，通過(guò)UG軟件進(jìn)行塑料的分模驗(yàn)證。UG工具中的斜率分析與模具部件驗(yàn)證中的檢查壁厚工具可以根據(jù)顏色檢查出分型面的位置以及對(duì)直身面進(jìn)行拔模處理和壁厚情況分析，如圖2所示。

圖2(a)中，不同顏色代表塑件中斜率不同的位置。分型面的位置應(yīng)選在塑件脫模方向最大外形輪廓處，即通過(guò)該方向上塑件的最大截面處。根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)，開(kāi)模方向的塑件分型面設(shè)置在顏色分界的最大輪廓A-A處，如圖3(a)所示。同時(shí)由于直身面較大，且由壁厚分析尺寸得知厚度稍薄，如果采用拔模處理來(lái)避免開(kāi)模拉傷塑件，可能會(huì)削弱塑件強(qiáng)度。因此沿垂直方向采用滑塊側(cè)向抽芯，垂直分型面設(shè)置在B-B處，如圖3(b)所示。同時(shí)分型面的設(shè)置，應(yīng)盡量不破壞塑件的外觀表面，同時(shí)應(yīng)便于排氣和澆注系統(tǒng)的布置，特別是澆口位置的設(shè)置。[1]

(a) 面斜率分析

(b) 壁厚分析圖2 塑件分析

(a) A-A分型位置

(b) B-B分型位置圖3 塑件分型示意

2.2 模具成型零件設(shè)計(jì)

根據(jù)分型面分析，模具成型零件一般由前模、后模、成型滑塊和其他成型零件(如斜頂和成型推桿、塊等)組成。塑件直身面有上下圓形和方形的側(cè)孔、螺釘安裝柱和底孔，整個(gè)側(cè)面孔需要抽芯，但抽芯距離不大。由于整個(gè)直身面的面積較大，且成型零件高度較高，所以采用前模斜滑塊成型結(jié)構(gòu)。前模斜滑塊成型一般在前模側(cè)，成型面積在滑塊上較大，尤其是滑塊在前模側(cè)很高，且抽芯距離小情況下使用。前模斜滑塊占用模具面積較小，開(kāi)模后斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)均處于前模，不影響塑件從后模脫模，利于實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)注塑。塑件另外一側(cè)通孔滑塊側(cè)面抽芯面積較小，采用普通滑塊和斜導(dǎo)柱配合成型，如圖4所示。[2-3]

(a) 成型零件

(b) 側(cè)抽芯零件圖4 塑件成型結(jié)構(gòu)示意

2.3 模具抽芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

對(duì)于抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和動(dòng)作要求，在塑件成型的時(shí)候，能夠準(zhǔn)確地復(fù)位組成塑件成型空腔；在塑件頂出時(shí)候，滑塊成型零件必須能夠移動(dòng)到安全位置，避免頂出時(shí)候干涉塑件的頂出。

由圖4可知： 前模和斜滑塊安裝在A板上；后模和小滑塊安裝B板上；斜導(dǎo)柱安裝在A板上。整個(gè)成型零件在模具定模A板和動(dòng)模B板作用下合模。注塑完成后，模具在注塑機(jī)的帶動(dòng)下，動(dòng)模向后運(yùn)動(dòng)，斜滑塊在圖5壓縮彈簧的作用下從前模A板中彈出滑塊，斜滑塊同時(shí)側(cè)向移動(dòng)，完成抽芯動(dòng)作。小滑塊在斜導(dǎo)柱的作用下也利用開(kāi)模動(dòng)作完成抽芯。塑件注塑完成后，由于鎖模力作用，斜滑塊必須第一步采用安裝在動(dòng)模上的限制塊拉動(dòng)斜滑塊底部拉釘隨著動(dòng)模向后運(yùn)動(dòng)，避免粘前模而導(dǎo)致塑件損壞。斜滑塊脫離塑件后，限位塊不再限制拉釘，斜滑塊與動(dòng)模分開(kāi)。同時(shí)該塑件肋板表面在成型中表面面積較大，與滑塊的粘模力在抽芯時(shí)候會(huì)帶動(dòng)該面隨著斜滑塊向后運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致塑件變形，甚至損壞塑件，所以斜滑塊上設(shè)置了側(cè)向彈性推桿機(jī)構(gòu)，如圖5所示。在斜滑塊向后抽芯的運(yùn)動(dòng)瞬間，安裝在斜滑塊上的擋板仍然受定模A板直面作用，擋板上的推桿推著塑件分離斜滑塊，避免粘住斜滑塊，防止塑件變形，保證塑件質(zhì)量。[4]

(a) 斜滑塊結(jié)構(gòu)

(b) 拉釘結(jié)構(gòu)圖5 抽芯結(jié)構(gòu)示意

2.4 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

塑件頂部有圓形孔，對(duì)于此類塑件，一般使用多點(diǎn)均衡式側(cè)澆口進(jìn)行澆注，該塑件使用3個(gè)側(cè)澆口注塑成型。模具主流道直接通過(guò)前模。前模和型芯各加工半圓槽組成圓柱形分流道。側(cè)澆口加工在前模上，便于成型后去除澆口凝料，如圖6所示。

(a) 前模流道

(b) 后模流道圖6 前后模澆注系統(tǒng)示意

2.5 推出系統(tǒng)設(shè)計(jì)

模具推出系統(tǒng)將成型塑件及澆注系統(tǒng)凝料從模具中安全無(wú)損壞地推離模具。塑件脫模時(shí)不能變形和斷裂。推力點(diǎn)不但應(yīng)作用在包緊力大的地方，還應(yīng)作用在塑件剛性和強(qiáng)度大的地方。如圖7所示： 本模具的推出采用圓形推桿、推管、底部成型內(nèi)凹斜頂和大方形推桿組合推出。圓形推桿避開(kāi)冷卻水管，塑件底面均勻布置；推管主要用來(lái)將塑件沿安裝圓柱孔推出。斜頂主要是塑件底部有一處內(nèi)凹，斜頂既可以頂出，又能成型塑件內(nèi)扣。由于塑件中間有大型芯，包緊力相對(duì)較大，所以中間圓柱型芯周圍設(shè)置了4個(gè)方形推桿。推桿頂部可以根據(jù)不同要求加工出產(chǎn)品logo，而且便于快換。

圖7 推出機(jī)構(gòu)示意

3 模具冷卻系統(tǒng)

模具采用冷卻循環(huán)水冷卻，前模、斜滑塊和后模深水冷卻采用直徑為20 mm的冷卻水道。在裝配時(shí)，水道中間用隔水擋片隔開(kāi)，冷卻水從一端進(jìn)入，受中間隔水擋片阻擋，先流向冷卻水道另一端，再循環(huán)回來(lái)進(jìn)入下個(gè)冷卻水道，反復(fù)循環(huán)冷卻，如圖8所示。

(a) 前模和斜滑塊冷卻系統(tǒng)

(b) 后模冷卻系統(tǒng)圖8 冷卻系統(tǒng)示意

4 模具整體結(jié)構(gòu)圖和工作原理

整個(gè)模具在完成注塑后，后模在注塑機(jī)的作用下向后運(yùn)動(dòng)，把塑件從前模拉出。同時(shí)，前模斜滑塊在拉釘和彈簧的作用下，斜滑塊向后運(yùn)動(dòng)，同時(shí)側(cè)向移動(dòng)，在側(cè)向輔助推桿作用下，斜滑塊安全脫離塑件。塑件隨著后模向后運(yùn)動(dòng)完成整個(gè)模具脫出型腔動(dòng)作。模具打開(kāi)后，在圓柱推桿、斜頂、推管和方形頂桿作用下，平穩(wěn)地推出塑件，完成整個(gè)模具成型周期，如圖9所示。

1—推管；2—模腳；3—方推桿；4—冷卻水道；5—塑件；6—前模；7—滑塊；8—斜導(dǎo)柱；9—斜頂；10—斜滑塊；11—彈簧；12—斜導(dǎo)柱；13—擋板；14—彈簧；15—推桿圖9 模具總裝示意

5 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)處理機(jī)塑件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)并使用了一種前模斜滑塊機(jī)構(gòu)兩板模具。模具設(shè)計(jì)了2個(gè)分型，分別是前后模具打開(kāi)和斜滑塊在前模彈簧作用下打開(kāi)。根據(jù)塑件肋板外壁特征及成型和脫模需要，在斜滑塊上設(shè)計(jì)了拉釘和側(cè)向推出結(jié)構(gòu)，避免了塑件粘前模和斜滑塊而導(dǎo)致塑件變形和損壞的可能。整體模具采用前模斜滑塊機(jī)構(gòu)，完成了塑件的注塑成型和頂出，模具整體尺寸小，同時(shí)有效地簡(jiǎn)化了模具結(jié)構(gòu)。