文 明，周啟英

（1.東莞市信為興電子有限公司，廣東東莞 523000；2.廣東長(zhǎng)盈精密技術(shù)有限公司，廣東東莞 523808）

0 引言

隨著現(xiàn)階段我國(guó)科技的不斷發(fā)展，我國(guó)的制造業(yè)也得到了快速發(fā)展，基于現(xiàn)階段制造技術(shù)的核心基礎(chǔ)，需要不斷擴(kuò)展我國(guó)制造業(yè)的技術(shù)和創(chuàng)新應(yīng)用。我國(guó)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的多樣化要求也越來(lái)越多，產(chǎn)品本身的更新速度也變得越來(lái)越快，因此需要實(shí)現(xiàn)多品種且批量化的生產(chǎn)制造和消費(fèi)，其機(jī)械產(chǎn)品本身的結(jié)構(gòu)也日益復(fù)雜，精度方面也得到了不斷提升和促進(jìn)改善，激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下需要產(chǎn)品自身的研發(fā)生產(chǎn)周期越來(lái)越短，因此在對(duì)零件產(chǎn)品加工的效率和進(jìn)度及其自動(dòng)化的要求方面也更高。其中，耳機(jī)的零件加工過(guò)程當(dāng)中需要實(shí)現(xiàn)三維建模的方式，進(jìn)行參數(shù)的優(yōu)化配置以及多處理器的有效支持，實(shí)現(xiàn)其生產(chǎn)成本的降低和效率的提升，最終對(duì)于工作效率起到一個(gè)有效的提升作用[1-2]。在耳機(jī)零件的加工過(guò)程當(dāng)中，其手機(jī)當(dāng)中很多還保留有線耳機(jī)插孔，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)耳機(jī)和手機(jī)進(jìn)行相連接，屬于手機(jī)當(dāng)中的一個(gè)主要關(guān)鍵性零件設(shè)備。市面當(dāng)中的手機(jī)體積各異，但是其耳機(jī)的插孔連接器相對(duì)較小，因此在手機(jī)裝配的精度方面也要求較高，需要借助于高精度的模具設(shè)計(jì)來(lái)完成，對(duì)于外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜的連接器來(lái)說(shuō)，需要進(jìn)行多維設(shè)計(jì)，以此來(lái)確保其精確程度[3-5]。在耳機(jī)插孔的連接器模具設(shè)計(jì)當(dāng)中，可以利用建模軟件來(lái)對(duì)其數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行科學(xué)化的配置，迅速生成各種數(shù)控代碼，也可以有效縮短編程人員的編程時(shí)間，以此提升精確程度和安全性能。

1 耳機(jī)模具建模

圖1所示為耳機(jī)的模具結(jié)構(gòu)，零件結(jié)構(gòu)當(dāng)中包含多個(gè)內(nèi)容：曲面、細(xì)小臺(tái)階面、平面、溝槽及孔都屬于其耳機(jī)結(jié)構(gòu)。在建模的過(guò)程當(dāng)中需要根據(jù)耳機(jī)的特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行適合方料的選擇，進(jìn)行圓臺(tái)的構(gòu)建之后進(jìn)行5 個(gè)凸臺(tái)的建造構(gòu)建。

圖1 耳機(jī)

2 塑件分析

在本文當(dāng)中，主要以某手機(jī)的耳機(jī)插孔連接器來(lái)作為主要的研究對(duì)象，其結(jié)構(gòu)如圖2所示，外形尺寸為15 mm×φ5.7 mm，建造的尺寸進(jìn)度要求相對(duì)較高，在精度方面需要達(dá)到±0.02 mm 的精確程度，借助于PA46+30%GF 的材料來(lái)進(jìn)行制造，成型塑件的收縮率需要達(dá)到0.3%。在塑件的結(jié)構(gòu)方面較為復(fù)雜，其外形當(dāng)中具備較多的側(cè)凹與凸起結(jié)構(gòu)，內(nèi)部的結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出圓筒形結(jié)構(gòu)的方式[6]，因此需要對(duì)成型塑件在模具當(dāng)中的擺放做出全面的考慮，方便后續(xù)的分型與脫模操作。

圖2 耳機(jī)插孔連接器

3 分型以及成型零部件設(shè)計(jì)

3.1 分型設(shè)計(jì)

在進(jìn)行分型設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，其塑件的外形當(dāng)中存在很多的側(cè)凹與凸起結(jié)構(gòu)，其相對(duì)的尺寸較小，使用絨料在填充方面具備一定的困難程度，很容易造成困氣及缺料的現(xiàn)象，在配合面方面很容易造成飛邊現(xiàn)象，在較高精確要求的塑件當(dāng)中，對(duì)其進(jìn)行分型面設(shè)計(jì)屬于模具設(shè)計(jì)當(dāng)中主要設(shè)計(jì)難點(diǎn)，其常規(guī)的分型面設(shè)計(jì)，在擺放空間方面的需求方面較大，且塑件本身在分型面的飛邊方面控制程度較難，對(duì)于外形的側(cè)凹與凸起結(jié)構(gòu)的抽芯成型也難易實(shí)現(xiàn)，如圖3所示。為了使模具空間得到更好的利用和分型，使得成型的擺件可以科學(xué)擺放，對(duì)于主分型面來(lái)說(shuō)，需要從塑件最大的投影面積分型開始操作，中間的圓筒主要利用側(cè)向的抽芯成型方式，對(duì)于側(cè)凹和凸起的結(jié)構(gòu)方面可以借助于定模的斜抽芯成型的方式。一般來(lái)說(shuō)，塑件的尺寸較小，模具的采用方面主要是利用1模8腔的結(jié)構(gòu)。

圖3 常規(guī)分型面設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

3.2 成型零部件設(shè)計(jì)

對(duì)于成型的零部件設(shè)計(jì)，屬于對(duì)塑件的集合形狀尺寸起到?jīng)Q定性作用的主要零件，因此成型的零部件當(dāng)中需要具備正確的幾何形狀以及較高的尺寸精度和表面粗糙程度，在強(qiáng)度和剛度以及其耐磨性能方面也需要同時(shí)具備。如果需要對(duì)外周邊具備側(cè)凹結(jié)構(gòu)的零件進(jìn)行加固，則可以將其設(shè)計(jì)為兩塊一體式的側(cè)抽芯鑲件的形式模具。型芯方面利用鑲拼結(jié)構(gòu)進(jìn)行生產(chǎn)，對(duì)于成型的塑件來(lái)說(shuō)其主要的成型零部件當(dāng)中包含了多個(gè)部分，比如一體式側(cè)抽型腔鑲件、動(dòng)模型芯鑲件、定模型芯鑲件等。對(duì)于成型零部件來(lái)說(shuō)，屬于成型塑件內(nèi)外的形狀尺寸的主要零件。因此，如果塑件外形的側(cè)凹和凸起部位結(jié)構(gòu)較多，則不可以利用整體型芯此種設(shè)計(jì)，需要對(duì)型芯分隔為多個(gè)小型芯的方式來(lái)進(jìn)行操作鑲件，方便日后的加工和脫模操作。對(duì)于型腔板可以利用定模斜抽芯的方式，對(duì)于型腔板也可以分隔為多個(gè)鑲件進(jìn)行操作，其中包含了一個(gè)大鑲件和兩個(gè)斜抽芯。

針對(duì)于側(cè)向分型的抽芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，需要對(duì)定模當(dāng)中的斜導(dǎo)柱進(jìn)行考慮，動(dòng)模當(dāng)中需要使用滑塊，利用斜導(dǎo)柱側(cè)向分型的抽芯結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)于側(cè)抽芯位置較多的地方，側(cè)向的分型抽芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是模具結(jié)構(gòu)的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容。對(duì)于外周的側(cè)凹抽芯成型來(lái)說(shuō)，其外側(cè)的周邊都具備側(cè)凹結(jié)構(gòu)，因此需要使得模具整體的結(jié)構(gòu)趨于緊湊且合理科學(xué)的狀態(tài)，對(duì)于塑件的外表面成型可以借助于一體式的側(cè)抽型的腔鑲件來(lái)完成，可以利用兩個(gè)一體式的側(cè)抽滑塊型的腔鑲件和斜導(dǎo)柱來(lái)進(jìn)行抽芯，抽芯的行程不大，斜導(dǎo)柱的傾斜程度為20°，這樣做可以實(shí)現(xiàn)抽芯目的的同時(shí)還可以確保其模具的整體尺寸處于合理的狀態(tài)下。對(duì)于左右兩塊整體的抽芯面積較大的來(lái)說(shuō)，需要利用雙斜導(dǎo)柱抽芯的方式來(lái)保證一定的抽芯力，其中斜導(dǎo)柱的直徑為φ16 mm。在設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中可以對(duì)左右側(cè)的抽芯上進(jìn)行錐面定位的設(shè)計(jì)，以此來(lái)確保兩塊較大體積的側(cè)向抽芯定位準(zhǔn)確，最大限度地保障左右兩塊側(cè)型芯可以在合模的時(shí)候進(jìn)行準(zhǔn)確地定位。

針對(duì)斜頂塊和直頂塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中，如果塑件的內(nèi)部存在多個(gè)小結(jié)構(gòu)，則需要利用此種方式來(lái)成型操作。斜頂塊和直頂塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)屬于其模具的關(guān)鍵部分，斜頂塊結(jié)構(gòu)可以對(duì)兩邊的凸臺(tái)進(jìn)行成型，如果塑件的兩邊都具備此種結(jié)構(gòu)，在采用斜頂塊成型操作的時(shí)候可以進(jìn)行兩邊溶體流動(dòng)的有效平衡。因此在對(duì)斜頂塊兩邊設(shè)計(jì)的時(shí)候，其一，考慮到斜頂塊的頂出行程，以此來(lái)對(duì)過(guò)程當(dāng)中存在的干涉行為進(jìn)行檢測(cè)；其二，需要對(duì)斜頂塊結(jié)構(gòu)存在的穩(wěn)定性進(jìn)行考慮，避免在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中由于斜頂塊的復(fù)位不暢造成的卡死現(xiàn)象；最后還需要對(duì)斜頂塊等多個(gè)滑動(dòng)部位進(jìn)行氮化處理，增強(qiáng)其耐磨性能。對(duì)于斜頂塊來(lái)說(shuō)需要固定在頂桿的固定板上，頂出的時(shí)候斜頂塊可以跟著固定板一塊運(yùn)動(dòng)，斜頂塊可以實(shí)現(xiàn)向前頂出和側(cè)向移動(dòng)，最終達(dá)到抽芯目標(biāo)[7-8]。斜頂塊和滑動(dòng)的導(dǎo)軌需要保持合理的間隙，保證側(cè)抽芯可以完美順利的抽出。斜頂塊主要利用優(yōu)質(zhì)的合金材料經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理的螺釘來(lái)將其固定在固定板當(dāng)中，借助于塑件結(jié)構(gòu)的分析來(lái)進(jìn)行分析計(jì)算，最終可以額得出其斜頂塊的傾角需要保持4°的傾角，保證側(cè)向抽芯動(dòng)作可以順利完成。

4 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及其他設(shè)計(jì)

4.1 澆注系統(tǒng)

澆注系統(tǒng)屬于模具當(dāng)中塑料熔體從注塑機(jī)的噴嘴部位到型腔之間的一個(gè)進(jìn)料通道，可以對(duì)塑料的溶體充滿型腔且將其注射存在的壓力進(jìn)行傳遞到型腔當(dāng)中的各個(gè)部位當(dāng)中，最終實(shí)現(xiàn)組織致密、輪廓清晰、表面光潔、尺寸精確的塑件。澆筑設(shè)計(jì)部分對(duì)于塑件自身的整體質(zhì)量、成型工藝參數(shù)等都具備直接的影響。在澆筑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中需要考慮進(jìn)料的均衡程度，對(duì)于多型腔模具來(lái)說(shuō)需要確保各個(gè)型腔內(nèi)部的壓力保持一致的狀態(tài)，在流道的布置當(dāng)中需要利用平衡進(jìn)料的方式，從而使得溶體得以均勻地流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)快速地填充。塑件的整體形狀屬于一模一腔的布局方式，因此可以在塑件的兩端設(shè)置潛伏式的澆口，和型腔側(cè)形成一個(gè)53°的角度。對(duì)于分流道方面一般都利用圓形端面的方式，方便機(jī)械的加工，且在熱量的損失和流動(dòng)的阻力方面較小。與此同時(shí)，也可以采取翻轉(zhuǎn)流道的結(jié)構(gòu)，其中分流道主要借助于梯形和半圓形結(jié)合的方式，其中半徑為R1.5 mm。借助于Moldflow 模流可以分析得出其該澆筑系統(tǒng)滿足其成型的需求。

4.2 抽芯設(shè)計(jì)

對(duì)于塑件成型的質(zhì)量方面，需要合理地進(jìn)行空間利用和控制，對(duì)于塑件的擺放位置需要科學(xué)的設(shè)計(jì)，塑件的定模部位可以利用斜向的抽芯機(jī)構(gòu)進(jìn)行抽芯，一般其抽芯角度為60°。針對(duì)于塑件的外表面結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，其結(jié)構(gòu)的深度較淺，斜抽芯的距離大約在0.02 mm，因此開模的時(shí)候需要利用彈簧來(lái)進(jìn)行彈開2 mm 即可，從而使得定模斜向的抽芯機(jī)構(gòu)可以抽出倒扣。定模的斜向抽芯屬于模具的設(shè)計(jì)難點(diǎn)，借助于此種設(shè)計(jì)可以對(duì)模具當(dāng)中整體的空間進(jìn)行最大限度的利用和滿足，使得模具結(jié)構(gòu)處于緊湊的狀態(tài)，滿足定模的斜向抽芯的要求。在耳機(jī)插孔連接器內(nèi)利用側(cè)型芯成型的方式，在動(dòng)模當(dāng)中增加了斜導(dǎo)柱的抽芯機(jī)構(gòu)，模具方面采用1 模8 腔的結(jié)構(gòu)方式，側(cè)抽芯的時(shí)候利用1 個(gè)大滑塊來(lái)實(shí)現(xiàn)同時(shí)的抽芯操作。在抽芯力和抽芯動(dòng)的平衡保持當(dāng)中，需要利用雙斜導(dǎo)柱的抽芯方式，其中斜導(dǎo)柱的傾斜角度為25°，直徑為φ12 mm，斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度和塑件的抽芯距離分別為65 mm、10.75 mm，通過(guò)計(jì)算，65 mm×sin25°≈27.5 mm，27.5 mm＞10.75 mm，滿足其塑件本身的抽芯距離要求。

4.3 冷卻系統(tǒng)

對(duì)于冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，需要最大限度地保障生產(chǎn)效率和冷卻效果，模具的動(dòng)模板、定模板和支撐模板都配備直徑為φ8 mm 冷卻管路。冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)注射模具來(lái)說(shuō)十分重要，如果出現(xiàn)了冷卻不均的現(xiàn)象，很容易出現(xiàn)收縮不均勻的現(xiàn)象?；诖?，需要在定模和動(dòng)模以及型芯和型腔板內(nèi)部都需要進(jìn)行冷卻水道的開設(shè)，保證塑件的各處都可以達(dá)到冷卻均勻的狀態(tài)，其中冷卻的循環(huán)水道孔徑需要達(dá)到φ8 mm。

4.4 模具的工作原理

在模具的工作原理當(dāng)中，如圖4所示，第一步需要打開注塑機(jī)，拉膜扣鎖住動(dòng)模板和定模板主分型面2，彈簧的作用下可以使得定模坐班和定模板之間的分型面1 彈開2 mm 的間隙，定模的斜抽芯機(jī)構(gòu)需要抽出且處于倒扣狀態(tài)。定模在遇到限位釘?shù)臓顟B(tài)下其拉?？垡矔?huì)被拉開，其中分型面2 就會(huì)打開，動(dòng)模的側(cè)滑塊在定模的斜導(dǎo)柱作用下完成抽芯動(dòng)作[9]。

圖4 模具結(jié)構(gòu)

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于耳機(jī)插孔的連接器模具設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，需要保證其尺寸合適且具備較高的精確程度，在定模斜抽芯方面其動(dòng)作相對(duì)可靠，斜導(dǎo)柱的抽芯機(jī)構(gòu)在運(yùn)行方面較為平穩(wěn)，在耳機(jī)插孔的連接器模具設(shè)計(jì)當(dāng)中比較符合塑件的成型設(shè)計(jì)。值得注意的是，在對(duì)耳機(jī)插孔連接器的塑件設(shè)計(jì)的時(shí)候，可以借助于一模一腔冷熱流道的方式來(lái)進(jìn)行模具模板的聯(lián)合應(yīng)用，借助于熱流道嘴來(lái)實(shí)現(xiàn)延伸化處理，保證模腔內(nèi)部的良好流動(dòng)性。與此同時(shí)，保證塑件成型精確程度和其他方面的要求基礎(chǔ)上，還需可以利用斜頂塊、直頂塊、滑塊抽芯等結(jié)構(gòu)的方式來(lái)進(jìn)行注射模，對(duì)模具塑件脫模難的問(wèn)題可以進(jìn)行有效解決，有效降低了模具的制造生產(chǎn)成本。在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，其模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)處于合理且緊湊的狀態(tài)，保證開合模的順暢，提升生產(chǎn)效率。