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全自动洗衣机面架是洗衣机的重要部件,位于洗衣机箱体上部,需要安装电气控制元件和进出水管件,顶部安装洗衣机翻盖,所以制品结构复杂,尺寸要求高,同时又是洗衣机的重要外观件,要求形状饱满、轮廓线条清晰、无表面缩痕和熔接线,这些都对模具的设计和制造提出了较高的要求,需要重视塑件的设计工艺性评审、运用模流分析技术优化模具设计方案,同时在模具的制造上要遵循设计要求和工艺规程,保证模具的装配质量。
一、塑件分析和模具的设计方案
图1的制品是洗衣机面架的一种设计样式,它把常规的前后控制板与面架连成一体,对于洗衣机厂家可以减少零件数量和装配工序,但塑件内部的柱脚增加,塑件外部的前后都是外观面,不允许有缩痕和熔接线,对注塑的要求提高,但浇口的选择又受到外观的限制,使得模具设计难度加大。
根据塑件的结构特征和客户要求,模具设计采用多点针阀式热流道注射,二板模,定模整体采用DIN2738材料,动模采用镶芯结构,材料为预硬钢P20H,模架按龙记标准设计,四导柱导向,模板分中位置安装斜面定位块,起模具合模后准确定位的作用。为防止表面顶白的质量缺陷发生,顶出机构不采用直推杆,采用内外圈直顶块和内部柱脚的推管,辅以斜顶块的脱模方案,如图2。
二、模具的制造要点
模架模具有加强筋深、柱脚孔分布多等特征,制品长宽在550左右,高度85,属大中型模具,设计有众多的斜顶块、直顶块和滑块,加工工作量大,加工尺寸精度高。考虑到实际加工误差,装配环节钳工的修配是必不可少的重要一环。其中动模镶芯安装、斜顶块结构装配是保证模具质量的关键点。
1.动模镶芯的安装
动模镶芯是面架模具的最主要零件,它既是产品的成型零件,质量要求高,还是模具脱模机构的承载体,众多斜顶块、滑块的装配基准都在上面,因此它自身在模架中的位置精度是模具质量的基础,动模镶芯的安装是钳工模具组装的重点工序,必须严格对照设计图样,跟踪相关零件的加工和检测,按照以下步骤进行:
模具装配最基本的配合要求就是动定模基准面的重合,从模具设计分析看,动定模基准面是模板的长宽分中面,动模板模框的加工也应该以分中面作基准,动模镶芯的安装的质量目标是动模镶芯的准确定位,本例就是动模镶芯的分中面与模板(模框)分中面的重合。根据设计,动模镶芯的定位面是模框基准角的相邻侧面和底面,模框的长宽尺寸误差和镶芯对应面的长宽尺寸误差都会导致镶芯位置偏离基准轴线。因此在模具加工工艺安排上,应尽量使模框的精铣加工和镶芯在时间上错开,及时反馈早加工工件的长宽尺寸,在后加工的工件上调整程序进行尺寸补偿。
动模镶芯的安装的另一个要点是要保证镶芯与模框配合面的贴合面。模框的侧壁由于加工刀具受到切削力的影响产生弹性变形,出现所谓的“让刀”,使得侧壁有垂直度误差,会直接影响镶芯定位的精度和可靠性;模框的底面往往由于加工变形导致下凹,使得镶芯装配存在底部“空心”,在模具工作时由于注射压力的作用产生变形,这是分型面容易出现飞边毛刺的主要原因。镶芯与模框修配应尽量在合模机下进行,检验底面的贴合度应在逐步增加合模力的情况下观察贴合度颜色的变化,要做到贴合度颜色加深但点数基本不变。
2.斜顶块结构装配
斜顶块是模具中兼具顶出和侧向分型抽芯功能的重要零件,由于斜向运动,斜顶块以及斜顶杆同时承受垂直方向和水平方向的作用力以及导向孔的摩擦力,模具设计需要考虑结构的强度和斜顶杆的弹性变形,同时因为模具空间限制,斜顶块的外形都比较紧凑,斜顶块的工作寿命需要依靠正确合理的结构设计、加工的形位公差和装配质量来共同保证。本例面架模具中采用的斜顶块结构设计是一种典型的设计,如图3,斜顶块的尺寸和分布要兼顾模具型芯的强度和模具冷却水道的均匀布置,所以为了紧凑,设计成斜顶块和斜顶杆整体的形式,为减少摩擦和变形,需要将动模板中间避空,同时在模板底面安装导向块,导向块的位置正好大致处于斜顶杆长度的中点,是抵抗斜顶杆变形的最佳力点,导向块材料最好采用Cu-Sn或Cu-Al合金,抗咬合性能强。斜顶块结构装配的关键部位就在于图3导向块的安装。现代模具企业都推行零件化并行加工的模式,但由于加工误差,镶芯和模板分开加工,模板的座框和导向块安装槽又在模板的正反面,需要转序加工,这样就会导致导向块与斜顶杆配合的斜孔与镶芯上斜顶杆的斜孔不同轴,目前较常用的解决方案就是导向块在加工时外形放余量,通过试装配现场加工块的外形尺寸,达到同轴配合的要求。
现代模具是高科技与高技能相结合的作品,要提高模具的质量,满足顾客对模具工作可靠性和使用寿命日益苛刻的要求,就必须在模具的设计、加工、检测、装配等环节提高质量,精益求精。全自动洗衣机面架模具结构典型,通过分析其结构设计和制造工艺,总结现场的装配经验,可以进一步提高注塑模具的设计制造水平。
(作者单位:浙江省宁海县技工学校)
一、塑件分析和模具的设计方案
图1的制品是洗衣机面架的一种设计样式,它把常规的前后控制板与面架连成一体,对于洗衣机厂家可以减少零件数量和装配工序,但塑件内部的柱脚增加,塑件外部的前后都是外观面,不允许有缩痕和熔接线,对注塑的要求提高,但浇口的选择又受到外观的限制,使得模具设计难度加大。
根据塑件的结构特征和客户要求,模具设计采用多点针阀式热流道注射,二板模,定模整体采用DIN2738材料,动模采用镶芯结构,材料为预硬钢P20H,模架按龙记标准设计,四导柱导向,模板分中位置安装斜面定位块,起模具合模后准确定位的作用。为防止表面顶白的质量缺陷发生,顶出机构不采用直推杆,采用内外圈直顶块和内部柱脚的推管,辅以斜顶块的脱模方案,如图2。
二、模具的制造要点
模架模具有加强筋深、柱脚孔分布多等特征,制品长宽在550左右,高度85,属大中型模具,设计有众多的斜顶块、直顶块和滑块,加工工作量大,加工尺寸精度高。考虑到实际加工误差,装配环节钳工的修配是必不可少的重要一环。其中动模镶芯安装、斜顶块结构装配是保证模具质量的关键点。
1.动模镶芯的安装
动模镶芯是面架模具的最主要零件,它既是产品的成型零件,质量要求高,还是模具脱模机构的承载体,众多斜顶块、滑块的装配基准都在上面,因此它自身在模架中的位置精度是模具质量的基础,动模镶芯的安装是钳工模具组装的重点工序,必须严格对照设计图样,跟踪相关零件的加工和检测,按照以下步骤进行:
模具装配最基本的配合要求就是动定模基准面的重合,从模具设计分析看,动定模基准面是模板的长宽分中面,动模板模框的加工也应该以分中面作基准,动模镶芯的安装的质量目标是动模镶芯的准确定位,本例就是动模镶芯的分中面与模板(模框)分中面的重合。根据设计,动模镶芯的定位面是模框基准角的相邻侧面和底面,模框的长宽尺寸误差和镶芯对应面的长宽尺寸误差都会导致镶芯位置偏离基准轴线。因此在模具加工工艺安排上,应尽量使模框的精铣加工和镶芯在时间上错开,及时反馈早加工工件的长宽尺寸,在后加工的工件上调整程序进行尺寸补偿。
动模镶芯的安装的另一个要点是要保证镶芯与模框配合面的贴合面。模框的侧壁由于加工刀具受到切削力的影响产生弹性变形,出现所谓的“让刀”,使得侧壁有垂直度误差,会直接影响镶芯定位的精度和可靠性;模框的底面往往由于加工变形导致下凹,使得镶芯装配存在底部“空心”,在模具工作时由于注射压力的作用产生变形,这是分型面容易出现飞边毛刺的主要原因。镶芯与模框修配应尽量在合模机下进行,检验底面的贴合度应在逐步增加合模力的情况下观察贴合度颜色的变化,要做到贴合度颜色加深但点数基本不变。
2.斜顶块结构装配
斜顶块是模具中兼具顶出和侧向分型抽芯功能的重要零件,由于斜向运动,斜顶块以及斜顶杆同时承受垂直方向和水平方向的作用力以及导向孔的摩擦力,模具设计需要考虑结构的强度和斜顶杆的弹性变形,同时因为模具空间限制,斜顶块的外形都比较紧凑,斜顶块的工作寿命需要依靠正确合理的结构设计、加工的形位公差和装配质量来共同保证。本例面架模具中采用的斜顶块结构设计是一种典型的设计,如图3,斜顶块的尺寸和分布要兼顾模具型芯的强度和模具冷却水道的均匀布置,所以为了紧凑,设计成斜顶块和斜顶杆整体的形式,为减少摩擦和变形,需要将动模板中间避空,同时在模板底面安装导向块,导向块的位置正好大致处于斜顶杆长度的中点,是抵抗斜顶杆变形的最佳力点,导向块材料最好采用Cu-Sn或Cu-Al合金,抗咬合性能强。斜顶块结构装配的关键部位就在于图3导向块的安装。现代模具企业都推行零件化并行加工的模式,但由于加工误差,镶芯和模板分开加工,模板的座框和导向块安装槽又在模板的正反面,需要转序加工,这样就会导致导向块与斜顶杆配合的斜孔与镶芯上斜顶杆的斜孔不同轴,目前较常用的解决方案就是导向块在加工时外形放余量,通过试装配现场加工块的外形尺寸,达到同轴配合的要求。
现代模具是高科技与高技能相结合的作品,要提高模具的质量,满足顾客对模具工作可靠性和使用寿命日益苛刻的要求,就必须在模具的设计、加工、检测、装配等环节提高质量,精益求精。全自动洗衣机面架模具结构典型,通过分析其结构设计和制造工艺,总结现场的装配经验,可以进一步提高注塑模具的设计制造水平。
(作者单位:浙江省宁海县技工学校)