冰箱门拉手的成型工艺分析及注射模设计

1 塑件及结构分析

         图1、图2 为我公司开发的某冰箱上的门拉手零件1 和门拉手零件2，材料为ABS，乳白色， 要求在同一模具中生产这2 种不同的零件， 采用HT-350H 型注射机生产。门拉手用于安装冰箱的门外壳，是冰箱极其重要的外观件。从图1、2 中可见， 零件1 和零件2 正面、顶面及背面均为外观面，形状均为不规则的薄壁异形件，产品最大轮廓552mm×61mm×45mm， 侧面型腔较深，外表面结构形状杂，拼接面多，零件1 和零件2 内表面加强筋排布较多。由于门拉手为外观件，所以要求外表面光滑美观、无划伤、无磨伤、无熔接痕、收缩痕、顶白、变形等外观缺陷，安装部位尺寸要求准确。这无疑给模具的设计、制造及装配提高了要求。

             图1   门拉手零件

2 塑件的工艺分析及模具结构分析

       塑件表面质量要求高，外型体积大，型腔深，外表面形状复杂，产品不易成型；内表面加强筋多且筋深，不易注满，脱模阻力大。型腔、型芯镶拼面、配合面多，加工、配合都较麻烦，模具配合精度和装配精度要求高。

2.1 分型面位置的确定

       从成型工艺考虑， 该产品分型面有两种方案选择：①将分型位置选在产品的正面R 连接M 处，采用整体式型腔成型，但在产品正面R 处会留有分型线痕迹， 影响外观质量，加工十分复杂；②将分型位置选在产品的正面与顶面R 的交接处Ⅰ处、背面Ⅱ处， 正面Ⅲ处，如图1、图2 所示，采用型腔组合成型，型腔由滑动型腔和固定型腔组合而成。为提高产品外观档次，方便零部件加工制造，分型面的确定选用第二种方案，同时给模具的装配精度提高了要求。产品位置摆放图如图3 所示。

图2  门拉手零件

 2．2 浇注系统的确定

        通常该种产品的浇口都选在产品背部的边缘处，采用矩形浇口进料，但容易使浇口处产生雾状、斑痕等缺陷，不易调整。为不使产品外观边沿处留下浇口痕迹和相关缺陷，浇注系统均采用在产品背部的加强筋上潜伏进料，两点进料方式。为保证两腔进料平衡，浇口大小选用不同。图3 为该模具的流道位置布置图。

图3  门拉手流通布置图

2．3 侧向分型抽芯机构的确定

       滑动型腔用于成型产品的正面和顶面的一部分，由于抽拔距很大，均采用斜导柱整体外侧抽芯机构来实现。

3 模具结构及工作过程

        过程：当模具开启时，开模力通过斜导柱作用于侧滑块， 驱动侧滑块在动模板上的导滑槽内作侧向移动，完成斜滑块5 和15 的侧向抽芯动作。当模具开启到终点位置时，在拉料杆与型芯包紧力的作用下，塑件及分流道凝料从型腔中拉出被留在了动模一侧，注射机推动顶出机构运动，顶出板带动拉料杆及顶杆同时向前运动，将塑件顶出。至此，一个工作循环结束。

4 模具关键部位的设计

4．1 浇注系统设计

       浇注系统的设计，应考虑到进料均衡，双型腔模具应保证各腔的充注压力始终保持一致， 因此流道的布置采用平衡进料的方式，如图2 所示。采用两点浇口平衡进料，使熔体流动均匀，填充迅速，不仅可以便于成
型，提高塑件的成型质量，而且可以有效降低翘曲变形。分流道断面采用U 形结构，易于机械加工，且热量损失和流动阻力小。为提高产品外观质量，采用潜伏浇口成型，位置设置在塑件的背部加强筋上，为保证充模压力一致，两腔浇口大小采用不一致，用Z 形拉料杆拉断冷料。

4．2 主要成型零部件设计

（1）型腔的设计。

          型腔是用来成型制品外表面的成型零件。为提高模具强度刚度，组合型腔分别采用整体式结构，整体加工。材料采用进口P20。P20 预硬钢是在中碳钢中加入适量合金钢， 淬透性高， 调质后的使用硬度为36~38HRC， 其抗拉强度为133MPa， 不但机械加工性能好，而且抛光性能优良，耐磨性、抗疲劳性能好。
（2）型芯的设计。

        型芯用来成型制品的内表面。为节省优质模具钢材，也便于机加工和热处理，型芯采用组合型芯结构，分块加工，材料采用国产P20，32~35HRC。

（3）侧向分型抽芯机构设计。

        滑动型腔的成型采用斜导柱外侧抽芯机构来实现。斜滑块与滑动导轨应保持合理的配合间隙，保证侧抽芯能顺利抽出。斜滑块采用优质合金材料，并进行必要的锻打和表面处理，硬度大于55HRC。在批量生产中， 斜滑块和导轨频繁磨擦和碰撞而发生磨损，当磨损到一定程度时，会严重影响斜滑块的横向运动最终导致抽芯失败，所以斜滑块与导轨及型芯面接触的表面要进行表面淬火，以增加耐磨性。

4．3 导向机构的设计

        本模具采用导柱和导套机构导向。导柱的布置方式采用等直径导柱的对称布置方式。导柱和导套应有足够的耐磨性。导柱材料为T10A，淬硬50~55HRC，数量为4 个。为了使导柱能顺利地进入导套，导柱端部做成锥形。导柱滑动部分的配合精度采用过盈配合
H8/r7， 导柱固定部分的配合精度采用过盈配合H8/s7。导套外径的配合精度采用过盈配合H8/s7。

4．4 脱模机构设计

        产品采用半圆顶杆和扁顶杆联合顶出。为确保塑件在出模过程中不倾斜，不变形，顶出机构平稳，顶出机构设顶出导向装置。

4．5 冷却水的设计

        门拉手对直线度有较高的要求，因此正常生产时模温尽可能均匀一致，减少制件变形。根据产品形状分布，动、定模分别设置冷却水路。两腔根据形状的复杂程度选用的冷却水路的数量不相同。为方便维修，采用快速水嘴。