簡析滴液管注塑模具設(shè)計

來源：塑膠五金網(wǎng)發(fā)布時間：2014-07-02 09:10:37點擊率：

　　滴液管是某外資公司開發(fā)的新產(chǎn)品系列中的關(guān)鍵性零件。在產(chǎn)品前期研發(fā)過程中，客戶曾委托某模具廠試制該產(chǎn)品及模具。由于廠家對塑料件的特殊性及成型難度估計不足，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計不夠合理。試模后，塑料件小端壁厚不均，模具整體冷卻效果不佳。該模具經(jīng)反復調(diào)整后，雖能夠勉強使用，但塑料件尺寸精度差、生產(chǎn)效率低，無法滿足客戶的使用要求。針對此類問題，經(jīng)過與客戶的交流與協(xié)商，筆者承接了滴液管模具的設(shè)計任務，從成型零件、澆注系統(tǒng)、推出機構(gòu)、冷卻系統(tǒng)等方面人手，在確保塑料件質(zhì)量的前提下，盡可能簡化模具結(jié)構(gòu)，縮短模具制造周期。

　　1 塑件分析

　　滴液管由丙烯腈一丁二烯一苯乙烯塑料(ABS)注射成型而得。作為應用廣泛的T程塑料之一，ABS具有優(yōu)良的耐磨性和尺寸穩(wěn)定性，可用于制造汽車內(nèi)飾件、機械部件、電器外殼、通訊T具、旋鈕、儀表盤、容器、燈具、家具等產(chǎn)品，使用溫度為-40～85℃。

　　根據(jù)塑料件的年需求量及客戶注射成型設(shè)備的具體狀況，滴液管模具的設(shè)計要求為一模兩腔，塑料件的結(jié)構(gòu)與主要尺寸如圖1所示。

　　滴液管總長104mm，塑料件左端內(nèi)徑3.2mm，外徑4.6mm，薄處壁厚僅為0.7mm。滴液管屬于外觀件，外表面要求平整、光滑、無毛刺。在使用過程中，由于塑料件內(nèi)部有液體流動，所以不允許留有推出痕跡。滴液管的特點是長度長、一端孔的直徑小，其模具設(shè)計與制作的關(guān)鍵是要保證塑料件左右兩端的孔及內(nèi)部各環(huán)狀曲面的同軸度。

　　2 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計

　　當前，盡管數(shù)控加工技術(shù)在模具制造業(yè)中的應用越來越廣泛，但盡量多采用通用設(shè)備完成模具的制作任務依然是廣大模具制造企業(yè)極力追求的目標之一。在模具設(shè)計前，應認真分析塑料件的結(jié)構(gòu)特點。在確保塑料件質(zhì)量的前提下，要盡可能采用簡便、合理的模具結(jié)構(gòu)，縮短模具的設(shè)計與制造周期。

　　根據(jù)塑料件技術(shù)要求可知，在滴液管外部不得留有分模線，所以塑料件外表面應由安裝在模具定模部分的型腔整體成型。滴液管的內(nèi)表面由多個同軸環(huán)狀曲面構(gòu)成。在模具中，該部分由位于模具動模部分的型芯整體成型。模具的分型面設(shè)置在塑料件的大端口部。

　　2.1 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計

　　對于一模多腔的回轉(zhuǎn)體類零件來說，為降低模具成型零件的制作難度，減少模具長期使用中維修的麻煩，其型腔部分應盡可能采用整體嵌入式結(jié)構(gòu)。

　　通常情況下，整體尺寸較大的塑料件在成型時常需選用注射量較大的注塑機，這往往是不夠經(jīng)濟的。傳統(tǒng)注塑模具的整體嵌入式型腔鑲件與定模板等厚，其尾部設(shè)有固定臺階，其結(jié)構(gòu)如圖2a所示，由于模具閉合高度較大，因而需要選用大型號的注塑機，導致成本上升。

　　為降低模具的閉合高度，滴液管模具采用了將型腔鑲件的頭部設(shè)置在定模座板內(nèi)的結(jié)構(gòu)，如圖2b所示，這一突破傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的做法降低了滴液管模具的閉合高度，使其可以在通用的XS-ZY-125型注塑機上注射成型，而若采用傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，則不得不選用型號更大的注塑機。

　　為保證同軸度，必須保證模具型芯與型腔鑲件同心，因此在動模型芯的頭部設(shè)計了可以插入定模導向鑲件內(nèi)部的導向部分，如圖3所示。

　　為降低模具成本，在確保模具制作周期及加工質(zhì)量的前提下，應盡可能多采用通用設(shè)備完成模具的加工制作任務。具體到滴液管模具，為保證動模型芯、推件襯套、型腔鑲件及導向鑲件間的同軸度，理想的加工方式是組合加工各模板上的安裝固定孔，在一次裝夾的情況下，各孔被同一車床統(tǒng)一加工出來。

　　為降低模具的加工難度，滴液管模具的導向鑲件、型腔鑲件、動模型芯及推件襯套采用相同外徑的結(jié)構(gòu)形式。這樣設(shè)計的優(yōu)點是可以將各模板組裝在一起，然后利用普通車床將各安裝孔一次性加工完成。

　　2.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計

　　澆注系統(tǒng)的作用是使塑料熔體平穩(wěn)地流人并充滿型腔，順利排出型腔中的氣體，以獲得組織致密、外形清晰、尺寸穩(wěn)定的制件。模具澆注系統(tǒng)設(shè)計的合理性是注射成型能否順利進行及獲得高質(zhì)量塑料件的關(guān)鍵。

　　滴液管模具的主流道采用標準澆口套，其口部錐孔小端直徑為4.5mm，總長135mm。

　　在注塑模具中，常用的分流道截面形式包括網(wǎng)形、梯形、U形、半網(wǎng)形和矩形等，它可以由兩塊模板組合而成，也可單獨開設(shè)在一塊模板上。為便于加工制造，滴液管模具采用熱量及壓力損失小、成型效果好、只需開設(shè)在一塊模板上的梯形截面分流道。

　　綜合考慮塑料件結(jié)構(gòu)、模具零件強度及成型加工的方便性，滴液管模具采用了側(cè)澆口進料的形式，澆口設(shè)置在塑料件右端大直徑的邊緣處。為了去除料流中的前鋒冷料，滴液管模具的冷料穴開設(shè)在主流道的末端。在注塑過程中，模具的主流道、分流道及澆口的凝料由設(shè)置在動模板內(nèi)的拉料桿拉出。

　　2.3 推出機構(gòu)設(shè)計

　　在模具的使用過程中，容易出現(xiàn)故障的是推出機構(gòu)。在進行推出機構(gòu)設(shè)計時，必須考慮到加工和維修的方便。由于滴液管底部呈環(huán)狀，內(nèi)部不允許留有推出痕跡，所以該模具采用推出面積大，塑料件推出平穩(wěn)、可靠的推件板推出形式。

　　為延長模具的使用壽命，在滴液管模具的推件板內(nèi)部，嵌入了具有較高硬度的推件襯套。該襯套內(nèi)部設(shè)有與動模型芯吻合的錐度，徹底解決了普通模具推件板與動模型芯磨損的問題。

　　2.4 冷卻系統(tǒng)設(shè)計

　　合理的冷卻系統(tǒng)是模具正常生產(chǎn)的重要保證。滴液管模具的動模型芯和型腔鑲件都是回轉(zhuǎn)體，為了達到理想的冷卻效果，模具的定模部分采用了在型腔鑲件外側(cè)設(shè)置環(huán)形水槽的冷卻形式，其水流方向如圖所示。由于型腔鑲件的高度較高，為了提高塑料件的成型質(zhì)量，在型腔鑲件上設(shè)置了上、下兩道水路。為進一步提高動模型芯的冷卻效果，滴液管模具動模型芯外部采用環(huán)形水槽冷卻，內(nèi)部采用了隔水板冷卻的形式，其水流方向如圖5b所示。

　　3 模具裝配圖

　　滴液管模具裝配圖如圖6所示。開模后，模具分型，塑料件因材料熱脹冷縮而緊緊包住動模型芯。推出機構(gòu)頂出動作開始后，復位桿推動推件板，將塑料件及澆注系統(tǒng)凝料推出模具。

　　4 結(jié)論

　　滴液管注塑模具結(jié)構(gòu)雖然不算復雜，但細微之處構(gòu)思巧妙、合理。例如，將型腔鑲件的一部分設(shè)置在定模座板內(nèi)部以降低模具閉合高度;采用頭部具有導向功能的且內(nèi)外冷卻的動模型芯;將導向鑲件、型腔鑲件、動模型芯及推件襯套設(shè)計為相同外徑的結(jié)構(gòu)，然后將其組裝在一起一次性加工好各安裝孔等。除標準件外，模具中的全部零件均采用通用設(shè)備加工制造。模具裝配完成后，在試模過程中動作平穩(wěn)、可靠，所成型的滴液管外形美觀、無毛刺，尺寸合格。

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