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塑料模具 论文 含有 CAD 文件

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12D i e a n d M o u l d T e c h n o l o g y N o . 6 2 0 0 50 引言塑料件的模具结构设计应充分考虑企业实际生产的具体要求特别是小型塑件的模具设计受位置的限制抽芯机构的选择十分有限这就产生了抽芯机构的设计与模具尺寸互相制约的问题浇口位置的选择也会直接影响塑件的表面质量下面通过一个实际耳机支架模具的设计对此进行分析1 塑件结构特点图1 是某音响制品公司音响配件耳机支架零件三维图整套产品包括左支架和右支架中间通过圆柱销连接塑件材料为P B T 黑色常温下具有优良的尺寸稳定性但是注塑成型收稿日期2 0 0 5 - 0 8 - 2 5作者简介潘建新1 9 6 6男硕士研究生文章编号1 0 0 1 - 4 9 3 4 ( 2 0 0 5 ) 0 6 - 0 0 1 2 - 0 4耳机支架注射模设计潘建新湖南大学机械与汽车工程学院湖南长沙4 1 0 0 8 2摘要根据耳机支架塑件的结构特点介绍了其模具的设计过程采用点浇口形式提高了产品的表面质量采用斜滑块内外侧向抽芯及斜顶块结构不但使模具布局合理而且解决了难出模的问题最后还详细说明了其模具的工作过程关键词耳机支架点浇口侧向抽芯注射模中图分类号T G 2 4 1文献标识码BA b s t r a c t : A c c o r d i n g t o t h e s t r u c t u r a l c h a r a c t e r i s t i c s o f e a r p h o n e b r a c k e t t h e d e s i g n p r o c e s so f i t s m o l d i s i n t r o d u c e d B y u s i n g p i n - p o i n t g a t e , a p p e a r a n c e q u a l i t y o f t h e p r o d u c t i s i m p r o v e db y u s i n g i n n e r a n d o u t e r s i d e - c o r e s l i d e s a n d a n g l e d - l i f t s t r u c t u r e s t h e l a y o u t o f t h e m o l d i sm a d e r e a s o n a b l y a n d t h e d i f f i c u l t y o f d e m o u l d i n g i s s o l v e d F i n a l l y T h e w o r k p r o c e s s o f t h em o l d i s e l a b o r a t e dK e y w o r d s : e a r p h o n e b r a c k e t ; p i n - p o i n t g a t e s i d e - c o r e s l i d e i n j e c t i o n m o l d时其收缩率比较大一般取1 8该材料化学名称为聚对苯二甲酸丁二醇酯其玻璃化温度低模具温度在5 0 时即可迅速结晶加工周期短客户要求塑件外观光滑无飞边无接痕线无熔接痕迹由于该套产品一端要通过柱销图 1左支架及右支架立体图模 具 技 术 2 0 0 5 . N o . 613连接另一端要连接装饰片所有尺寸精度要求高在左右支架的一端侧面上图1 中局部处各有一个1 . 5 m m 的通孔另一端柱销连接部分各有一侧凹处图1 中局部处这两部分的成型都必须采用抽芯机构塑件总体积较小形状不规则整体看起来像一段圆弧但所占空间体积比较大一个支架就达到7 1 . 5 m m 6 1 . 5 m m 1 6 m m 正因为如此模具结构设计既要考虑抽芯顺利及塑件表面质量又要考虑模具结构简单外形小价格合理如何合理地设计抽芯机构成为这套模具设计的关键2 模具结构设计2 . 1分型面和型腔数的确定根据所用注塑机的工艺参数如开模行程注射压力装模空间等决定将成套产品包括左支架和右之架安排在一套模具中生产产品左右对称放置方向相反以便侧抽芯并使模具结构紧凑如图2 所示样能使熔体流动均匀填充迅速分流道断面采用圆形结构易于机械加工且热量损失和流动阻力小浇口位置设置在靠近塑件连接销部分的一端其浇口形式若采用侧浇口则有熔接不良排气不畅流程过长等缺陷现采用点浇口则有如下优点1 有利于排气2 点浇口尺寸较小前后两端存在较大的压力差因而能有效地增大塑料熔体的剪切速率并产生较大的剪切热从而使熔体表观粘度下降流动性增加有利于填充该塑件材料为P B T 其表观粘度随剪切速率变化而改变的特性较为敏感对其成型有利3 点浇口的小尺寸提高了塑件表面的光整度减少了使用过程中有可能产生划伤手头等事故的可能性浇口处的结构如图3 所示由塑件结构分析可知塑件在模具中的分型面应选择在塑件的最大截面处同时为便于塑件脱模塑件开模后应留在动模上为简化模具结构滑块斜顶块也应设计在动模部分根据配套及批量要求型腔材料采用中碳素钢S 5 0 C 型芯材料采用预加硬钢N A K 8 0 模架选用标准F C I 型模架2 . 2浇注系统的确定浇注系统的设计应考虑到进料均衡多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图2这图2产品及流道布置图2 . 3成型零部件设计1 型腔的设计采用标准模架根据产品尺寸及模具布局形式选用F C I 2 5 3 5 A 6 0 B 7 0 C 8 0 另外由于采用点浇口形式故需另加浇口板其厚度选用2 5 m m由于动定模型腔结构比较复杂为降低模具制造成本采用了整体嵌入式型芯嵌入模架中型芯材料采用进口N A K 8 0 硬度达H R C 4 02 型芯的设计动定模型芯采用整体嵌入式结构外形尺寸均为2 2 5 m m 1 2 0 m m 3 3 m m 均采用单个加工嵌入型腔板中图3点浇口结构14D i e a n d M o u l d T e c h n o l o g y N o . 6 2 0 0 52 . 4侧向分型抽芯机构设计侧向抽芯机构一般首先考虑斜导柱在定模滑块在动模的结构并且采用斜导柱侧向分型抽芯机构这样有利于简化模具结构该模具侧向抽芯部分的结构如图4 所示4 考虑斜顶块机构的稳定性避免在实际生产过程中斜顶块复位不畅而导致卡死以免撞伤型腔5 斜顶块等滑动部件应考虑进行氮化处理以增加其耐磨性由此将斜顶块固定在顶杆固定板上顶出时斜顶块随着固定板一起运动斜顶块在向前运动的同时也作侧向移动达到抽芯的目的斜顶块与滑动导轨保持合理的配合间隙保证侧抽芯能顺利抽出斜顶块采用优质合金材料选用N A K 8 0 材料并用经过调质处理的螺钉紧固在顶杆固定板上通过对塑件结构的分析计算决定采用斜顶块倾斜角度为8这样既保证了侧向抽芯动作的顺利完成又使模具工作顺畅受力均匀2 . 5导向机构的设计该模具采用导柱和导套机构导向因为选用了标准模坯导柱导套的布置方式均为标准布置导柱和导套应有足够的耐磨性导柱材料为T 1 0 A 淬硬到H R C 5 0 5 5 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渡配合H 8 / r 7 导柱固定部分的配合精度采用过盈配合H 8 / s 7 导套外径的配合精度采用过盈配合H 8 / s 72 . 6脱模机构的设计该模具塑件的顶出主要采用1 0 根1 m m 的顶杆顶出为确保塑件在出模过程中不倾斜不变形顶出机构应设顶出导向装置以保证顶出机构平稳上面介绍的斜顶块抽芯机构除完成抽芯任务外还兼有顶出塑件的功能因采用点浇口对浇注系统凝料的脱模需在定模部分另增加一分型面将其从主流道拉出2 . 7冷却系统的设计冷却系统的设计对于成型小型件的一模多腔模具来说是十分重要的如果冷却不好或冷却不1 为使模具整体结构紧凑合理设计了一个整体滑块将侧向型芯固定在该滑块上利用斜导柱同时对左右支架1 . 5 m m 的孔图1 中局部处进行抽芯经过充分考虑各项工艺参数斜导柱倾斜角度最终确定为1 8既达到了抽芯目的又确保了模具的整体结构合理2 塑件另一端内凹部分图1 中局部处的成型采用内侧抽芯机构因为两塑件中间部分空间比较大为合理利用模具材料尽量降低生产成本采用了这种结构这是这套模具合理布局的关键所在3 因为塑件尺寸比较小考虑到采用整体滑块同时抽芯1 . 5 m m 的孔时可能造成塑件顶出变形为平衡抽芯时产生的作用力在整体滑块的另一侧设计了斜顶块结构左右支架各一个设计斜顶块结构应特别注意以下几个问题1 产品在顶出过程中是否会摆动2 产品是否会随斜顶块顶出而变形或无法从斜顶块上脱离3 严格控制斜顶块顶出行程检测顶出过程中是否存在干涉问题图4侧向抽芯部分结构示意图1 . 右内抽芯滑块2 . 右支架3 . 右斜顶块4 . 整体滑块5 . 左支架6 . 左斜顶块7 . 左内抽芯滑块模 具 技 术 2 0 0 5 . N o . 615均匀必然导致收缩不均匀为了使冷却效果好在模具的定模型腔板和动模型腔板内开设了水道横向穿过这两块模板这样使塑件各处的冷却均匀模具的模温均匀动定模冷却循环水道设计如图5 所示冷却水道孔径采用8 m m 钻头加工3 模具结构及工作过程图6 为该塑件注射模具结构图为清楚起见有些细节没有画出模具工作过程开模时首先由定距分型机构定距分型分型距离由定距拉杆控制以便取出浇注系统主流道凝料继续开模再由主分型面分型斜滑块开始侧向抽芯当模具开启到终点位置时斜滑块侧向抽芯结束在型芯包紧力的作用下塑件从定模型腔中拉出然后在顶出机构顶杆的作用下顶杆固定板推动斜顶块及顶杆同时向前运动斜顶块及顶杆将塑件顶出合ab图5动定模冷却循环水道示意图a 动模冷却循环水道b 定模冷却循环水道图6模具总装示意图a 动模结构示意图b 定模结构示意图1 . 斜顶块2 . 动模3 . 整体滑块4 . 锁紧块5 . 外抽芯斜导柱6 . 定模7 . 螺钉8 . 内抽芯滑块9 . 内抽芯斜导柱1 0 . 动模镶块1 1 . 定模镶块ab下转第 3 7 页模 具 技 术 2 0 0 5 . N o . 637图 6压边圈与凸模配合图该模具导向采用外导向结构形式压边主要通过凸模上的导向杆来导向采用4 个导向杆与压边圈配合保证压边圈能够顺利的导向而不至于卡死为了能够更好地克服零件拉深不足的现象在压边圈的两端头采用双道拉深筋保证产品在拉深后有足够的刚度4 . 3模具实物图该模具的结构较为简单为了减少加工周期该模具采用钢板焊接的结构在焊接完毕后经过退火处理降低焊接变形的内应力其外形如图 7 所示5 试模结果试模材料的选择对模具的成败也较为关键该零件的整体变形较为均匀但在圆角部位会出现缺陷为避免出现拉深不足在模具设计时采用两级台阶来增加过拉量提高工件表面的刚度试模材料采用 S T 1 4或 S T 1 6等拉深材料拉深件的后续处理工序模具压制件压制完毕后进行等离子切割进行该模具切割后为一模两件该零件还要求经过后续的折边工序对冲压死角进行处理才能成为合格的冲压件 图 7 外形简图模时通过斜导柱弹簧及回程杆将斜滑块斜顶块复位退回完成合模合模结束再开始第二次工作循环4 结束语该塑件结构特点决定了其模具结构必须采用侧向抽芯机构而且不止一处需要采用侧向