陳國(guó)奇，汪 洋

（遼寧軌道交通職業(yè)學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110023）

0 引 言

塑料制品在工業(yè)、醫(yī)藥、電器、運(yùn)輸、包裝等行業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，是行業(yè)中發(fā)展迅速的材料之一。塑料的廣泛應(yīng)用得益于其自身的特性，首先，塑料的密度小，質(zhì)量輕。二是塑料的強(qiáng)度高，可以在很大范圍內(nèi)滿足設(shè)計(jì)要求，它具有絕緣性好、化學(xué)穩(wěn)定性高、耐振動(dòng)和耐磨等優(yōu)點(diǎn)，這使得塑料零件在電器設(shè)備、家具等行業(yè)中廣泛應(yīng)用。注射成型模具的設(shè)計(jì)是模具行業(yè)的重要組成部分，而塑料模具可以形成結(jié)構(gòu)復(fù)雜、表面要求高的塑件，這使得塑料成型在模具生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。第三是降溫、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)非常重要，塑料材料只有經(jīng)過(guò)冷卻和固化才能防止變形[1]。

1 過(guò)濾網(wǎng)設(shè)計(jì)

1.1 過(guò)濾網(wǎng)材料的選用

由于塑料材料的種類繁多，在設(shè)計(jì)中如何選擇材料是一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)。材料選擇是根據(jù)材料性能、收縮系數(shù)、功能、環(huán)保等級(jí)以及在加工中能符合圖紙所要求的目的來(lái)選擇[2]，通過(guò)各種材料的對(duì)比，ABS 塑料適合本次過(guò)濾網(wǎng)的使用要求。

1.2 塑料的性能

圖1 為過(guò)濾網(wǎng)塑件二維圖，由于ABS 塑料是一種綜合性能十分良好的材料，無(wú)毒、無(wú)味、抗沖擊強(qiáng)度高、變形小，因此材料選擇ABS 塑料，它有利于注射成型，是運(yùn)用廣泛的一種塑料[3]。

圖1 過(guò)濾網(wǎng)塑件二維圖

1.3 材料的分析

塑料件的強(qiáng)度要求很高。ABS 塑料成型精度較高，流動(dòng)性好。為了避免開模，上腔由6 個(gè)滑塊組成，下腔由2 個(gè)滑塊組成。當(dāng)模具開啟時(shí)，上滑塊彈簧拉伸結(jié)構(gòu)，滑塊由斜柱帶動(dòng)向兩側(cè)分開，完成模具開啟過(guò)程。

1.4 分型面選擇

由定模和動(dòng)模閉合時(shí)模具所連接的部位為分型面。分型面選擇應(yīng)遵循的原則為:(1)要充分保證塑料零件的質(zhì)量。(2)為了提高生產(chǎn)效率，在選擇分型面時(shí)應(yīng)便于模具成型，保持塑件不變形。

根據(jù)過(guò)濾網(wǎng)的形狀，此次模具設(shè)計(jì)采用多分型面工藝，它有利于過(guò)濾網(wǎng)塑件的取出，并使用普通的澆口形式。分型面位于多個(gè)滑塊和桿之間，這有利于塑料部件的美觀?？梢允鼓＞呓Y(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，分割更簡(jiǎn)單可靠[4]。

2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

注塑模澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是模具設(shè)計(jì)中必不可少的步驟。它是從噴嘴到流入模腔的通道，由主流道、分流道、冷料穴和澆口四部分組成。由于塑料濾網(wǎng)零件不需要非常高的外觀，因此注塑模具可以采用普通澆注系統(tǒng)。

3 模具、模架的選擇

由于塑料注塑框架在模具行業(yè)里基本上達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)化，通常設(shè)計(jì)中可以根據(jù)過(guò)濾網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和尺寸進(jìn)行選擇即可。該模具采用模腔結(jié)構(gòu)，由上、下8個(gè)滑塊組成，根據(jù)過(guò)濾網(wǎng)及型腔尺寸要求，選擇標(biāo)準(zhǔn)模架。

4 模具抽芯設(shè)計(jì)

由于過(guò)濾網(wǎng)的塑件形狀特殊，因此要通過(guò)滑塊機(jī)構(gòu)來(lái)完成取出零件操作，考慮到生產(chǎn)效率和產(chǎn)品穩(wěn)定性，本次設(shè)計(jì)選用自動(dòng)抽拔機(jī)構(gòu)。

4.1 抽拔機(jī)構(gòu)類型的選擇

本次設(shè)計(jì)的抽拔機(jī)構(gòu)的組成原件包括滑塊、導(dǎo)軌、斜導(dǎo)柱、彈簧、拉鉤、限位塊和楔緊塊，本次設(shè)計(jì)中的制件為塑料過(guò)濾網(wǎng)。因?yàn)檫^(guò)濾網(wǎng)的側(cè)壁有許多濾孔，還有凹凸等筋位，將導(dǎo)致開模后塑件無(wú)法取出，所以本次設(shè)計(jì)定模采用多滑塊自動(dòng)鉤，動(dòng)模用對(duì)稱分布的兩滑塊形成模具型腔。開模后，模具固定滑塊在彈簧和牽引器的驅(qū)動(dòng)下向各個(gè)方向滑出。然后滑塊在斜導(dǎo)柱的作用下向兩邊滑動(dòng)，滑塊的分型面設(shè)置在塑件中心線處。

4.2 滑塊的設(shè)計(jì)

本次設(shè)計(jì)中，模具的型腔由上下多個(gè)滑塊組成，開模和合模時(shí)，多個(gè)滑塊由彈簧、斜導(dǎo)柱的帶動(dòng)完成組合和分開，為了使導(dǎo)軌配合更穩(wěn)定，所以上滑塊應(yīng)開設(shè)導(dǎo)向槽。為了使彈簧動(dòng)作靈活，上滑塊開設(shè)彈簧孔與定位柱。下滑塊應(yīng)開設(shè)與斜導(dǎo)柱配合的斜向通孔，孔的直徑應(yīng)該比斜導(dǎo)柱直徑大1～2 mm?；瑝K的兩邊開設(shè)與壓條配合的導(dǎo)滑槽。

4.3 開模后滑塊滑動(dòng)距離的確定

為了開模后能順利取出塑件，開模時(shí)滑塊滑動(dòng)的距離必須大于所要求成型塑件寬度的5～10 mm，方便塑件取出滑塊。定?；瑝K只要滑出所需的距離即可，由限位塊限位。

5 冷卻系統(tǒng)

過(guò)濾網(wǎng)在注塑過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生較高的溫度，溫度的變化直接影響過(guò)濾網(wǎng)質(zhì)量，溫度升高會(huì)使過(guò)濾網(wǎng)零件收縮率變大，導(dǎo)致變形，出現(xiàn)飛邊等現(xiàn)象。但溫度也不能過(guò)低，當(dāng)溫度過(guò)低時(shí)材料的流動(dòng)性會(huì)降低，導(dǎo)致零件成型和強(qiáng)度不能夠達(dá)標(biāo)，因此在設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)時(shí)，溫度控制要合理，既不能高也不能低，要符合零件的要求（圖2）。

圖2 冷卻系統(tǒng)

在過(guò)濾網(wǎng)模具設(shè)計(jì)中，滑塊、模架可以用Φ8 mm的水道直接冷卻，但是模芯用水道冷卻困難，我們采用水井冷卻，加隔水片方法冷卻。

6 推出結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

在模具脫模時(shí)，要保證過(guò)濾網(wǎng)的安全取出，避免過(guò)濾網(wǎng)出現(xiàn)變形、粘模等現(xiàn)象，脫模機(jī)構(gòu)在模具中尤為重要，可以參照以下原則（圖3）：

圖3 頂出機(jī)構(gòu)

（1）保證過(guò)濾網(wǎng)零件在脫模時(shí)正常取出。（2）脫模機(jī)構(gòu)在工作過(guò)程中要穩(wěn)定、靈活、位置準(zhǔn)確，要有足夠的強(qiáng)度頂出過(guò)濾網(wǎng)。（3）要減少人工取件，必須使脫模后的塑件與機(jī)械手動(dòng)作保持相同。（4）在脫模完成后需要設(shè)置一個(gè)復(fù)位機(jī)構(gòu)，在合模時(shí)復(fù)位到初始位置。

脫模機(jī)構(gòu)正確的選擇，既要滿足結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，還要保證其功能?？紤]到（過(guò)濾網(wǎng)）塑件的實(shí)際需求，能夠有效滿足塑件實(shí)際需求和經(jīng)濟(jì)效益。普通頂桿式機(jī)構(gòu)的頂桿與零件接觸面積較小，會(huì)使受力過(guò)于集中，從而導(dǎo)致零件變形、發(fā)白、損壞等，因此頂桿式機(jī)構(gòu)不利于阻力較大的零件。為了使頂出力量均布分散，設(shè)計(jì)本產(chǎn)品時(shí)采用頂套脫模機(jī)構(gòu)。

頂套頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)：(1) 一般情況下頂套優(yōu)先設(shè)在過(guò)濾網(wǎng)邊緣、拐角、側(cè)壁等脫模阻力較大的部位。（2）為了滿足推套的強(qiáng)度和平行要求，推桿和推套一定要固定。（3）布置頂套、推桿要避免與冷卻水道干涉。（4）推套的設(shè)置有利于模架氣體排放。

7 結(jié) 語(yǔ)

以上針對(duì)過(guò)濾網(wǎng)模具設(shè)計(jì)為重點(diǎn)，介紹了過(guò)濾網(wǎng)注塑模具成型工藝的設(shè)計(jì)分析，并提出了相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法，將成型零件的結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、推出機(jī)構(gòu)以及冷卻系統(tǒng)等各個(gè)部件進(jìn)行了合理化的設(shè)計(jì)。然后進(jìn)行模具的生產(chǎn)加工，此次模具過(guò)濾網(wǎng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化以前的復(fù)雜思維，減少了復(fù)雜曲面加工，顯著提高生產(chǎn)效率。