复杂旋钮注塑模设计

1 塑件结构工艺分析

        复杂旋钮塑件如图1所示，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[1]。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。浇注系统如图2所示。

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，最后分模。前模仁和后模仁的立体图钢材，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

        模具结构。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。