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注射模中的侧型芯与型腔的组合加工

来源:《现代模具》杂志 时间:2009/12/19 9:21:19

作者:江苏科技大学材料科学与工程学院 杨丹 谢春生

  1 引言

  有些塑件制品由于结构的需要常带有侧孔或侧凹,它们的轴线与注塑机开模方向垂直,不能用通常的方法实现抽芯,一般均需要采用侧向抽芯或侧向分型结构。注塑机推杆一般安装在动模一侧,所以注射模的推出机构大都设计在动模,开模后塑件留在动模。这种模具结构简单,动作稳定可靠。现以某型汽车上的卡口零件注射模设计为例,介绍这副模具的侧抽芯机构的设计,供同行参考。

  2 塑件分析

  图1、图2所示某型汽车上带的卡口零件,材料为ABS,制件表面要求较高,产品外形较复杂,整体是一个比较大的矩形,上表面是有多个弧度的曲面,且有皮革纹修饰,下面有4个卡钩,采用斜导柱侧向抽芯机构来实现。难点在于侧抽芯机构的设计。

图1 产品三维造型

图2 产品二维图

  3 模具结构设计

  模具整体结构见图3所示。模具开模状态如图4所示。

图3 模具结构

图4 模具开模状态

  3.1 确定分型面

  本设计分型面选择在塑件断面尺寸最大的部分所在平面,这样选择不影响产品的外观,有利于制品的脱模,排气效果较好,对模具的加工也较为方便。因塑件不对称,成型压力会使型芯与型腔偏移,侧向压力会使导柱导向过早失去对合精度,采用锥面定位,提高了模具的刚性。根据分型面设计原则结合本塑件特点,本模具采用的分型面如图5所示。

图5 分型面

  3.2 浇注系统

  为使凝料能从其中顺利拔出,主流道通常设计成圆锥形。考虑到所采用的材料ABS的流动性较好,所以取其锥角α=2°。为防止主流道与喷嘴处溢料主流道对接处应紧密对接,所以主流道对接处应加工出半圆形凹坑,其半径R2=R1+(1~2)mm,其小端直径d1=d2+(0.5~1)mm,凹坑深取h=2~5mm,在本次设计中取R2= 20mm,d1=3mm,凹坑深取h=2mm。

  在保证塑料良好成型的前提下,主流道L应尽量短,否则将增多流道凝料,且增加压力损失,使塑料降温过多而影响注射成型。通常主流道长度由模板厚度确定,一般取L≤60mm,本设计采用的是L=40mm。

  由于主流道与塑料熔体及喷嘴反复接触和碰撞,因此常将主流道加工成可拆卸的主流道衬套(浇口套),便于用优质钢材进行加工和热处理。本设计中采用的衬套材料为T8A钢,淬火50~55HRC,其结构如图6所示。

图6 主流道衬套

  本次设计采用的是侧浇口,尺寸为b×l×h=3mm×3mm×1mm。而且是一模一腔,所以本设计的分流道位置设在矩形框底部长度方向的中间,易取得浇注系统的平衡,分流道的截面形状为半圆形结构。

  整个浇注系统具体结构如图7所示。

图7 浇注系统

  3.3 成型零件

  模具成型零件由整体式凸模、局部镶嵌式凹模、两组侧抽芯,侧抽芯由斜导柱侧向机构完成。整体式凸模保证了精确的成型圆角;组合式凹模改善加工工艺性,减少热处理变形,节省优质钢材。这种局部镶嵌式凹模,除了便于加工外还使镶件磨损后更换方便。本设计先进行动模型腔的预加工,然后将四个侧型芯与动模型腔拼合,装配定位好后,再进行整体加工,最终获得要求的型腔。凹、凸模的结构分别如图8、9所示。

图8 凹模

图9 凸模

  4 模具工作过程

  (1)动模注塑机开合模系统移动,在分型面处,动模型腔板4与定模型腔板15配合;侧型芯在斜导柱10的驱动下向动模型腔板移动,在与楔紧块17的锥面配合下与型芯精密配合,由导柱34和导套35保证闭合精度。

  (2)型腔内的塑件冷却到一定温度后,由注塑机的开合模系统带动动模分型开模,当分型面打开时,由斜导柱10驱动侧型芯滑块33侧向分型抽芯,由限位块5控制侧型芯滑块的位置;与此同时,卡口零件包裹在型芯上,拉料杆27将主流道凝料从主流道衬套13中拉出,随零件和动模一起后移。

  (3)当动模退到一定位置时,在注塑机的顶出装置的作用下,由推板28、推板固定板3、推杆26和拉料杆27组成的推出结构将零件及流道凝料从动模型腔板4上推出。

  5 结束语

  本模具结构方案解决了卡口类零件的成型、合模导向机构、侧抽芯机构、推出机构、排气系统、冷却系统等的设计,满足了生产该产品的质量要求和工艺要求,并针对四个卡钩巧妙地设计了要求和型腔组合加工的侧抽芯机构。本模具设计从经济、效率综合进行考虑,其结构设计简单,采用了标准模架,降低了成本,缩短模具生产制造周期,节省了产品推向市场的时间,提高了经济效益。但在设计过程中,对浇注系统和模温控制还是主要依据经验分析。

  参考文献

  [1]黄虹.塑料成型加工与模具.北京:化学工业出版社,2005.

  [2]吴彦农,康志军.SolidWorks 2005基础教程.北京:机械工业出版社,2005.

  [3]程培源.模具寿命与材料.北京:机械工业出版社,2002.

  [4]邹继强.塑料模具设计参考资料汇编.北京:清华大学出版社,2005.

  [5] 模具标准选编组.模具标准汇编[M].北京:中国标准出版社,1992.

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