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河北华利机械配件有限公司

复杂旋钮注塑模设计

2013/4/25 9:21:16

1 塑件结构工艺分析
        复杂旋钮塑件,材料为聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(PC/ABS),收缩率为0.5%,其外形尺寸为Φ 20×16 mm,平均厚度2.5 mm。该塑件内部结构较复杂,既有肋板,又有装配用的结构,要求电绝缘性能好,具有一定的机械强度,耐磨性、阻燃性和尺寸稳定性高。
        塑件的外表面结构简单,由凹模成型即可。塑件的内部结构如由整体的凸模成型,会使得凸模结构复杂给制造带来困难,同时塑件不易脱模,因此考虑采用后模仁镶件和镶针成型塑件内部装配用的结构。同时,由于塑件成型后对后模侧成型零件的抱紧力较大,采用一次脱模易损坏塑件,因此考虑采用二次脱模结构。


2 模具设计要点
2.1 浇注系统设计
        由于塑件表面质量要求较高,且生产批量大,因此采用一模四腔布局,潜伏式浇口进胶,主流道截面采用圆形截面,分流道设计应能使塑料熔体的流向得到平稳的转换,并尽快充满型腔,流动中温度降低应尽可能小,阻力尽可能低,同时应能使塑料熔体均衡地分配到各个型腔。浇口的入胶点选在后模仁镶针上,既可以不影响塑件的外观质量,又易于浇口切断自动脱模。


2.2 成型零件设计
        为了延长前、后模的使用寿命,同时又不浪费价格昂贵的模仁材料,且为了凹凸模损坏后维修、更换的方便,凹、凸模的设计均采用整体嵌入式结构,即将稍大于型腔的模具材料制成凹、凸模嵌入模板中,并用螺丝止转,再通过后模仁与前模仁之间的靠破关系,形成两者之间的定位。为降低后模仁制造难度和方便塑件脱模,后模仁在分模时采用组合式,分模后得到的零件有后模仁镶件、后模仁镶针(成型塑件内部孔)和斜顶(成型塑件内部肋板)。在此,采用Pro/E的模具设计模块进行分模,为简化设计,分模图中只设计出一个型腔。
        在钢材的选择上,由于此塑件表面要求进行抛光处理,而底部要求不高,并且产量较大,通过笔者经验和横向对比,前模仁选用一胜百ASSAB 8407钢材,其作为热作模具钢材,具有优良的耐热性及抗龟裂性,且加工性能好;后模仁部分选用NAK80,其作为预硬钢,抛光性能良好,并且放电性能高,具有很好的焊接性。


2.3 顶出机构设计
        由于塑件内部结构复杂,成型后的塑件既对后模仁镶件、后模仁镶针有抱紧力,也对塑件的内部肋板有较大的抱紧力。为分散抱紧力,使塑件能被平稳地推出,顶出机构设计为二次顶出。第一次顶出由顶针板下的弹簧和B型小拉杆配合形成。第一次开模时,在顶针板下弹簧的作用下塑件被顶出(顶出距离由B型小拉杆控制),脱离后模仁和后模仁镶针,同时潜伏浇口被切断。第二次顶出是在注射机顶杆推动顶针板的作用下,顶针板带动斜顶杆,斜顶杆带动斜顶将塑件再次顶出,塑件脱离后模仁镶件。


2.4 温度调节系统设计
        由于塑件表面质量要求较高,产品批量生产,为了缩短成型周期,需要对模具进行冷却。要注意减小前后模侧模仁的温度差,要求模温波动不超过±2.5℃,既保证管道冷却水湍流状态的流速和流量,还要保证足够的水压。出入水的温差控制在5℃左右,冷却管道布置应均匀,管道回路为平面式,在镶块四周布置断面为圆形的水路。管道加工后,用止水塞控制冷却液的流动,前后模板内的水由前后模板引入,并在模板上加工沟槽,安装防漏密封圈。


2.5 排气系统设计
         塑件属于一般的小型塑件,且不采用特殊的高速注射,在此可利用分型面和斜顶、镶件、镶针与孔的配合间隙排气。


2.6 模架的选择
        在模架选择时,要考虑到型腔和其他零件的布置,在能保证模具结构合理安排的前提下,使模架尽量简洁。本模具选择龙记CI2023A60B70C100标准模架,并增加两支Φ16×125 mm的中托司,在顶针板下面增加一块材质为S50C的模板。


3 模具工作过程
        模具开模时,在弹簧15的作用下,塑件被顶出,脱离后模仁和后模仁镶针,同时潜伏浇口被切断,顶出到一定距离时, B型小拉杆16的凸边碰到动模座板,第一次顶出结束。模具继续向后模侧移动,当移动到一定距离时,注射机顶杆推动顶针板,顶针板带动斜顶杆10,斜顶杆10带动斜顶9将塑件再次顶出,塑件脱离后模仁镶件,同时在顶针23的作用下分流道凝料也一起被顶出。合模时,由于弹簧13的作用,在模具还未闭合时,顶针面板带动斜顶杆10和后模仁镶件一起回复到原位,实现了顶出机构的优先复位。


4 结论
        该模具利用潜伏式浇口,使得塑件的表面质量得到了保证。结合塑件内部结构特点,利用斜顶、后模仁镶件和后模仁镶针等零件成型塑件,同时为分散塑件对成型零件的抱紧力,通过弹簧、小拉杆等零件的相互配合巧妙地实现了二次顶出,模具结构合理,运行可靠。

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