论文部分内容阅读
【摘要】根据壳体零件的结构特点，对模具的型腔数量、进胶口形式、分型面、顶出机构和冷却水路进行了分析，进行了合理的设计。经生产验证，模具生产效率高，成型零件质量好。
【关键词】注塑模具；进胶口；分型面；冷却水路
1 引言
注塑模具是一种快速的、大批量的生产塑料零件的工具。由于注塑模具的变更会影响到模具的使用寿命和产品的外观质量，因此在模具设计时就要对产品成型时可能出现的问题进行评估，以减少模具加工后的改动。对于外观件，产品的表面产生缩水、熔接痕等缺陷是不能接受的。根据长期的设计经验，对进胶口、分型面、冷却系统等进行分析，可以有效优化零件和注塑模具的结构设计。
2 壳体零件结构分析
某壳体零件如图1所示，材料为ABS，其结构具有如下特点：
（1）零件外形尺寸Φ100mmx32mm，壁厚2.3mm，零件重量31g。零件侧面为圆柱形，顶面为弧面。
（2）零件为外观件，外表面不能有麻点、银丝、缩水、熔接痕等缺陷。外观面抛光至镜面（A2等级）。
（3）零件有多处碰穿孔，大小及分布不规律，导致熔料流动阻力大。
（4）内壁侧面有四处凸台，容易在外表面形成缩水。
3 模具形式与结构
3.1 型腔数量
成型周期决定了模具的生产效率，因此越短越好。在零件的成型周期中，保压和冷却占的比例较大，为了获得较好的外观质量，成型周期相应也会增大。而保压时间和冷却时间很大程度上取决于零件的壁厚，因此可以根据壁厚来预估零件的成型周期（表1）。根据该零件的需求量和预估成型周期，模具采用1模4腔的形式，为了便于产品自动化生产，模具采用三板模。
3.2 进胶口设计
如前所述，零件有多处碰穿，熔料流动阻力大，零件容易在正面凸起的圆台末端形成充填不足。
在注射过程中，要求各填充末端应尽可能同时充满熔体，判断的标准是填充时间差应在10%以内，型腔压力30-50MPa，填充末端压力差小于15MPa。同时还要保证，模具无困气、熔接痕尽量少。
根据以上原则，模具进胶口采用三点进胶（如图1a所示），可以使各进胶口的熔体流动平衡，获得较高的表面质量。
3.3 分型面设计
模具在进行分型面设计时要考虑的一般原则包括：
（1）有利于脱模
零件在进行分型面设计时需要考虑零件在开模时不会粘母模，即零件要留在公模上，不能留在型腔里。由于零件内侧侧壁上有4处凸起，可以有效防止零件粘在母模上。
（2）不能对零件外观产生影响
分型面尽量放在零件不可见或不常见的部位，不能在外观面形成明显的夹线。
（3）尽量使模具结构简单
尽量避免测抽芯机构，如必须有测抽芯机构时，应使测抽芯布置在公模侧。同时分型面应便于模具排气，应与熔体填充末端重合。
3.4 顶出机构设计
产品的顶出是注塑成型的最后一个环节，顶出质量的好坏直接决定了产品的质量，为了避免顶出导致的产品缺陷，设计了图1b所示的圆顶针机构，采用4个φ5的圆顶针，在环形平面上均匀分布。
（1）顶针均匀分布。均匀分布的顶针可以保证在脱模时推力均匀，使脱模顺畅，避免局部脱模力过大。
（2）顶针布置在平面上，使用圆顶针。这种设计使模具加工时成本较低，同时在装配模具时也降低了顶针装配错误的风险，提高了模具设计的标准化系数。
3.5 冷却水路设计
冷却系统设计的基本原则是冷却迅速、均匀，结构简单。均匀合理的冷却系统对提高零件的外观质量和縮短成型周期有很大影响，可以提高零件的生产效率，有效避免零件翘曲变形。
4 结束语
壳体是塑胶零件中的典型，除了要满足装配要求外，还有严格的外观质量要求。壳体模具在设计时采用了较新的方法和理念，使得产品生产效率高、质量好，满足了最初的设计要求。
参考文献：
[1]张维合.注塑模具设计实用教程[M].北京：化学工业出版社，2011：64-82.
作者简介：翟耀（1987—），男（汉族），安徽蚌埠人，助理工程师，主要从事电子产品的结构设计和工艺研究。
【关键词】注塑模具；进胶口；分型面；冷却水路
1 引言
注塑模具是一种快速的、大批量的生产塑料零件的工具。由于注塑模具的变更会影响到模具的使用寿命和产品的外观质量，因此在模具设计时就要对产品成型时可能出现的问题进行评估，以减少模具加工后的改动。对于外观件，产品的表面产生缩水、熔接痕等缺陷是不能接受的。根据长期的设计经验，对进胶口、分型面、冷却系统等进行分析，可以有效优化零件和注塑模具的结构设计。
2 壳体零件结构分析
某壳体零件如图1所示，材料为ABS，其结构具有如下特点：
（1）零件外形尺寸Φ100mmx32mm，壁厚2.3mm，零件重量31g。零件侧面为圆柱形，顶面为弧面。
（2）零件为外观件，外表面不能有麻点、银丝、缩水、熔接痕等缺陷。外观面抛光至镜面（A2等级）。
（3）零件有多处碰穿孔，大小及分布不规律，导致熔料流动阻力大。
（4）内壁侧面有四处凸台，容易在外表面形成缩水。
3 模具形式与结构
3.1 型腔数量
成型周期决定了模具的生产效率，因此越短越好。在零件的成型周期中，保压和冷却占的比例较大，为了获得较好的外观质量，成型周期相应也会增大。而保压时间和冷却时间很大程度上取决于零件的壁厚，因此可以根据壁厚来预估零件的成型周期（表1）。根据该零件的需求量和预估成型周期，模具采用1模4腔的形式，为了便于产品自动化生产，模具采用三板模。
3.2 进胶口设计
如前所述，零件有多处碰穿，熔料流动阻力大，零件容易在正面凸起的圆台末端形成充填不足。
在注射过程中，要求各填充末端应尽可能同时充满熔体，判断的标准是填充时间差应在10%以内，型腔压力30-50MPa，填充末端压力差小于15MPa。同时还要保证，模具无困气、熔接痕尽量少。
根据以上原则，模具进胶口采用三点进胶（如图1a所示），可以使各进胶口的熔体流动平衡，获得较高的表面质量。
3.3 分型面设计
模具在进行分型面设计时要考虑的一般原则包括：
（1）有利于脱模
零件在进行分型面设计时需要考虑零件在开模时不会粘母模，即零件要留在公模上，不能留在型腔里。由于零件内侧侧壁上有4处凸起，可以有效防止零件粘在母模上。
（2）不能对零件外观产生影响
分型面尽量放在零件不可见或不常见的部位，不能在外观面形成明显的夹线。
（3）尽量使模具结构简单
尽量避免测抽芯机构，如必须有测抽芯机构时，应使测抽芯布置在公模侧。同时分型面应便于模具排气，应与熔体填充末端重合。
3.4 顶出机构设计
产品的顶出是注塑成型的最后一个环节，顶出质量的好坏直接决定了产品的质量，为了避免顶出导致的产品缺陷，设计了图1b所示的圆顶针机构，采用4个φ5的圆顶针，在环形平面上均匀分布。
（1）顶针均匀分布。均匀分布的顶针可以保证在脱模时推力均匀，使脱模顺畅，避免局部脱模力过大。
（2）顶针布置在平面上，使用圆顶针。这种设计使模具加工时成本较低，同时在装配模具时也降低了顶针装配错误的风险，提高了模具设计的标准化系数。
3.5 冷却水路设计
冷却系统设计的基本原则是冷却迅速、均匀，结构简单。均匀合理的冷却系统对提高零件的外观质量和縮短成型周期有很大影响，可以提高零件的生产效率，有效避免零件翘曲变形。
4 结束语
壳体是塑胶零件中的典型，除了要满足装配要求外，还有严格的外观质量要求。壳体模具在设计时采用了较新的方法和理念，使得产品生产效率高、质量好，满足了最初的设计要求。
参考文献：
[1]张维合.注塑模具设计实用教程[M].北京：化学工业出版社，2011：64-82.
作者简介：翟耀（1987—），男（汉族），安徽蚌埠人，助理工程师，主要从事电子产品的结构设计和工艺研究。