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        定模斜抽滑塊內(nèi)斜頂注射模設計

        2022-05-27 02:23:22曹建華唐海善
        模具制造 2022年4期

        曹建華,唐海善

        (1.東莞市機電工程學校,廣東東莞 523846;2.艾爾瑪科技股份有限公司,廣東東莞 523000)

        1 塑件成型工藝分析

        圖1為掃地機器人塵盒,該塑件材料為BAYER-PC 2407。查原料物性表,取收縮率0.5%。該塑件側面需要做一個大的定模斜抽滑塊,在滑塊內(nèi)部又有兩個斜頂,需要同步脫扣,對面轉軸需要做兩個定模內(nèi)滑塊。轉軸需要配合,內(nèi)孔無斜度,與另一件組裝時轉軸轉動要平穩(wěn),無劇烈擺動。轉軸內(nèi)孔精度要求高,定模內(nèi)滑塊脫扣較困難,在加工時要做到精密加工。另外,因PC料流動性較差,成型溫度要求高,在排氣、鑲件方面要做到高要求。

        圖1 掃地機器人塵盒塑件

        2 分型與排位

        2.1 分型線的選擇

        根據(jù)塑件結構特點及進膠位置的選擇,選定開模方向如圖2所示。

        選定開模方向,左右兩側開滑塊,上下方向做動、定模分型,如圖2中的PL線。定模做3個滑塊:一個側面斜抽滑塊,兩個內(nèi)滑塊;動模沒有滑塊,定模側面斜抽滑塊由于要走內(nèi)斜頂,需采用油缸帶動脫模。定模兩個內(nèi)滑塊,可以直接采用三板模,利用三板模多開一次模的優(yōu)點,設計T槽鏟機連接帶動開滑塊。

        圖2 開模方向

        2.2 排位

        該塑件結構尺寸不大,按1模2腔布局。由于該塑件有兩側滑塊,通過滑塊的擺放方式來比較。采用油缸開側面斜抽滑塊的一面朝外,兩個定模內(nèi)滑塊一側朝內(nèi)方式進行排位。模架采用龍記標準簡化型細水口,型號為FCI-5060-A150-B100-C120-L420。如圖3所示。

        圖3 定模型腔布局

        3 澆注系統(tǒng)設計

        該塑件為透明PC料,對外觀要求高。塑件兩側開滑塊,沒有位置做進膠,因此僅有中間一部分可以進膠。根據(jù)開模的方式,選擇三板模點進膠方式。該塑件較長,如果采用1點進膠,有可能會出現(xiàn)缺膠現(xiàn)象。為了保證順利充填,每腔選定左右兩邊各一個點進膠。在塑件外觀面無法避免的情況下,優(yōu)先選在不影響塑件功能的地方。該模具的進膠方式與進膠位置如圖4所示。

        圖4 進膠方式與位置

        4 推出機構設計

        在能頂出的情況下盡可能的減少頂桿數(shù)量,減輕頂桿印對塑件的外觀影響。該塑件兩側開滑塊,滑塊打開后,包覆塑件的鋼料僅有中間區(qū)域,所以頂桿主要頂出部分為中間區(qū)域。如圖5所示。

        圖5 頂出機構

        在中間區(qū)域空間不夠的情況下只能做小一點的頂桿,而外側空間足夠的情況下就排布大一點的頂桿,其中?3mm頂桿、?4mm頂桿和?6mm頂桿各4根,?5mm頂桿2根。頂桿需要均勻分布,保證受力平衡,詳細分布如圖6所示。

        圖6 冷卻系統(tǒng)

        5 冷卻與排氣系統(tǒng)設計

        5.1 冷卻系統(tǒng)設計

        模具布局為1模2腔,采用分離式型腔。每腔單獨做動、定模型腔、型芯,兩腔的型腔為旋轉復制件,因此在冷卻布局上采用相同結構。定模型腔分3組,環(huán)繞定模型腔周圍,動模型芯分4組,在局部無法走冷卻的地方,采用水井形式。側面大滑塊采用一組冷卻,冷卻水路直徑最小為?8mm,冷卻液介質(zhì)采用水冷方式,如圖7所示。

        圖7 排氣系統(tǒng)

        5.2 排氣系統(tǒng)設計

        模具排氣系統(tǒng)如圖8所示,在分型面四周均需做排氣系統(tǒng)。查閱資料得知PC溢邊值為0.04~0.06mm,所以采用排氣深度為0.02mm,而主排氣槽深度做0.2mm。

        圖8 模具成型零件

        6 成型零件材料的選擇

        塑件為PC透明料,PC料中的水分子在高溫時容易分解出氣體,特別在角落處和填充末端容易產(chǎn)生困氣,因此設計模具時要做好排氣。另外,PC料的硬度較硬,脫模時容易拉傷模仁。綜合以上問題點,成型材料需選用光澤度高,加硬且易加工的鋼料。因此選用日本大同S-STAT-A鋼料,定模加硬到52HRC,動模加硬到50HRC。定模型腔、動模型芯、內(nèi)滑塊、內(nèi)滑塊斜楔、側面大滑塊均采用S-STAR-A加硬鋼料。加工分粗加工和精加工,型芯型腔精加工后還需要電火花清角處理。

        7 模具工作過程

        模具結構如圖9、圖10所示。此模具有定模內(nèi)滑塊12,定模側面斜抽大滑塊內(nèi)斜頂11,因此開合模時與普通的三板模要區(qū)別對待。

        圖9 模具結構Ⅰ

        (1)開模工作過程。

        a.首先,開模時動、定模板需要扣機7完全扣死,不能松動,如果松動會拉裂塑件。

        b.開模時流道板14先打開,在開圖9中I-I時定模座板16處的定模側面斜抽大滑塊斜楔15開始脫離定模側面斜抽大滑塊5。定模內(nèi)滑塊斜楔17同步帶動定模內(nèi)滑塊12脫扣。

        c.開完I-I后馬上開II-II。流道2取出。同時油缸4工作,抽芯帶動定模側面斜抽大滑塊5脫扣。在定模側面斜抽大滑塊5后退的過程中,由于斜槽的原因,會同步帶動定模側面斜抽大滑塊內(nèi)斜頂11沿著斜槽運動,在彈簧19的作用下會沿著斜槽運動,斜槽方向的力可以分解成水平方向和垂直方向兩個合力,水平方向會貼著動模型芯不動,垂直方向會沿著如圖9中箭頭方向所示運動,直至完全脫扣,達到最大行程。

        d.開完II-II后,扣機7開模已達到最大行程,此時扣機會打開。

        e.扣機打開后開III-III,動、定模板之間可以開模,此時,打開動、定模板。

        f.頂出塑件。

        (2)合模工作過程。

        a.如圖10所示,開始合模時,開模順序控制器長劍22會先頂開撥塊23,使注塑機無法繼續(xù)往前推進,無法先合流道板14,但是動、定模板之間可以繼續(xù)合模。

        圖10 模具結構Ⅱ

        b.動、定模板合模到位后,鎖在動模板上的動模型芯6也同步回到位。

        c.此時可以合模定模側面斜抽大滑塊5。油缸4開始工作,推動大滑塊前進,大滑塊內(nèi)的斜頂會先碰到動模型芯的側壁,如圖9所示。此時動模型芯側壁會施加一個力,使定模側面斜抽大滑塊內(nèi)斜頂11沿著斜槽回到位。

        d.定模側面斜抽大滑塊回到位后,此時開模順序控制器短劍到達行程設定點,插入撥塊23內(nèi),撥塊會水平滑動,撥塊滑動后,開模順序控制器長劍22脫扣,順利通過撥塊。

        e.開模順序控制器長劍22通過撥塊后,扣機7會同步扣死,動、定模板完全合死。

        f.動、定模板合死之后,繼續(xù)合模,合流道板14。在合流道板的同時,斜楔15、17同步回到位,定模內(nèi)滑塊12同步回到位。

        g.至此合模完成,進入下一成型周期。

        8 結束語

        該模具用于成型家用掃地機器人塵盒,該塑件對密封性及零配件配合度要求高,組裝時不能出現(xiàn)裂縫,影響密封吸塵。為了保證定模斜頂?shù)捻樌夏?,?yōu)化了合模順序,與普通三板模的合模順序不一樣,將普通三板模合模順序中的先合流道板,再合動、定模板,改為先合動、定模板,再合流道板。該模具結構較復雜,為今后的類似塑件模具設計提供參考。

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