Hosing注塑模具多功能成型零件的结构设计

1 0 Di e a nd M o ul d Te c h no l og y No 6 2 0 1 2 文章 编号 1 0 0 1 4 9 3 4 2 O 1 2 0 6 0 0 1 0 0 5 Ho s i n g注塑模具 多功能成 型零 件的结构设计 钟 江静 梁 士红 苏州工业职业技术学 院精密制造工程 系 江苏 苏州 2 1 5 0 0 0 摘 要 分析 了 Ho s i n g零件 的工艺结构 介 绍 了分模 的过程 研 究并 阐述在保 证模 具 结构 紧凑合理并便 于修模 的前提 下 各 成型零件 的工艺结构设计及 改进 方法 成 型零 件 不仅起 了成型塑件 形状和保 证尺寸的作 用 还具备 了流道 导滑面 定位及 支撑 运动 部件 的功 能 降低 了模 具的制造成本 关键词 注塑模 成型零件 型芯 工 艺结构 中图分类号 T G 2 4 1 文献标识码 B S t r u c t u r e d e s i g n o f mu l t i f u n c t i o n f o r mi n g p a r t s i n Ho s i n g i n j e c t i o n mo u l d ZHONG J i a n g j i n g LI ANG S h i h o n g Abs t r a c t The t e c hni c a l s t r uc t u r e of Hos i ng f or m i ng wa s ana l yz e d an d t he pr oc ed ur e of s p l i t t i n g mo u l d wa s i n t r o d u c e d Te c h n i c a l s t r u c t u r e d e s i g n a n d i mp r o v i n g me t h o d s f o r t h e f or m i ng par t s we r e r es e a r che d a nd di s c us s e d u nde r t he c ondi t i on t ha t t he m o ul d w a s f ea s i bl e i n s t r uc t ur e a nd e a s i l y r e pa i r e d The f or m i ng pa r t s not onl y f or m e d t he pl as t i c par t S s ha pe and gu ar a nt e ed t he d i mens i ona l pr e c i s i on b ut a l s o owne d t he f un c t i ons s uc h a s wor k i ng a s r u nn e r o r g u i d e s l i d i n g f a c e l o c a t i n g a n d s u p p o r t i n g t h e mo v i n g p a r t s S o t h e ma n u f a c t u r i n g c os t of m oul d wa s r e d uc e d Ke y w o r d s i n j e c t i o n mo u l d f o r mi n g p a r t s c o r e t e c h n i c a l s t r u c t u r e 1 Ho s i n g零件的工艺分析 Ho s i n g零件是汽车驾驶室操作系统 中的一 个 外壳零 件 见 图 1 a 材 料 为 P A6 6 聚 酰 胺 生产批量 2 0万 件 由图 1可看 出 零 件 的 顶部 不仅有文字 而 且还有通 孑 L 和 圆环的 凹槽 底 部有较深 的长 方形 沉孔 沉 孔 上 面有 4个 尺 寸仅 为 0 6 4 mm 0 6 4 mm方通孔 如图 1 b 所示 零件 的 3个侧 面 A 侧 面 B侧 面 C侧 面 均有 形状 各异 尺 寸相 差很 大 的侧 凸 侧 凹 和侧 向孔 尤 其 在零 件 的 A 侧 面结 构 最 复杂 收稿 日期 2 0 1 2 0 5 0 2 作者 简介 钟江静 1 9 6 4 一 女 讲师 根 据塑件 的形状 模具设 计 时 不仅 要有成 型上 部通孔的 主型芯 成 型 圆环 凹槽 的瓣 合 式 成型 凹模 还要有 3个侧 面 A侧 面 B侧 面 C侧 面 能侧 向抽芯的侧型芯 和能顺序完 成长距 抽芯 的 底部型 芯 1 因此 该 塑件 的主要 设 计 难度 在 于抽芯机构的数量 多 先后 动作顺序 要求 高 由 于塑件 内 外形结 构复杂 也构成 了成 型零 件 的 结构复杂化 尽管 如此 模 具设 计 的结 果 必须 达到模具结构紧凑 便于加 工 磨 损后 能及 时更 换的 目的 模 具 技 术 2 0 1 2 No 6 l 1 2 模具设计 2 1 分 模 设 计 利用 Ci ma t r o n专 用 软 件对 产 品进 行分 模 设计是该模具设 计 最重要 的环节 分模 设计过 程就是从 零件 的数 学模 型 自动 生成 模具 镶块 B 侧 a 机 架的I S 0 视I墨 l a 断 开曲面 c 侧 模具镶块是在模具 中直接接触并 成型产 品零 件 的部件 图 2 a 所示 是 断开 曲面 后从 Ho s i n g 塑 件 表 面 上 分 离 出 的 各 成 型 曲 面 通 过 分 别 创 建各成型 曲 面的 内外分模 面 把 内外 分模 面作 为 切 割 工 具 来 切 割 毛 坯 最后 形 成 各 成 型零 件l 2 图 2 b 和 图 2 c 所示为通过分模设计切 割 A侧 毛坯 生成 A侧型芯的过程 b 下端4 个0 6 4 m m 方孔剖切图 c 另一视角下的机架 图 1 t t o s i n g塑 件 J l一 b 创建 A侧分模面 C A侧 侧型芯 图 2 Ho s i n g塑 件 的分 模 设 计 2 2对 各成 型零件 的 结构处 理 成型零件的结 构形式 主要 有整体式 和组合 式 2种 考虑到 Ho s i n g零件 内外形结 构的复杂 程度 为 了简化成型零 件的加工工 艺 减 少热处 理变形 有利于塑料 充模时 的排气 便 于模 具维 修 节 省贵重模 具钢 该 模 具结 构 中 较多 采用 了组合式 凸 凹模结构 2 2 1 变整体 式结 构 为局 部 嵌 入 式 结 构 的成 型 零件 设 计 如 图 3 a 所示 用 分模 面直接分模 出来 的 A侧整体 型芯 其加 工性 能 并不好 且 底部 还要 加 工 出 引导 4个 0 6 4 mm 0 6 4 mm 方 型 芯 的 导 向凹槽 整块 A侧型芯强度较 薄弱的部位 凹 槽和 凸台 在 反复 的注 塑成 型过 程 中最先 出现 断裂 磨损等 问题 导致整块 A侧型芯报废 为 了改善该 型芯 的加 工性 能 保 障局部 磨损 后及 时更换型芯 经过 实体切割 整块 A侧 型芯的结 构 改进成 为图 3 b 和图 3 c 所示 的局部嵌入或 拼块结构 1 2 Di e a nd M ou l d Te c h no l o gy No 6 2 01 2 a 切除毛坯后带分模面的侧型芯 b 分模后的A侧型芯实体 c A 侧型芯底部引导四型芯示意图 图 3分 模 后 对 A 侧 型 芯 实 体 结 构 改 进 2 2 2 具有 多个功能表面的成型零件结构设计 由于分 型面 设置 在顶 面 并 且确定 用潜 伏 式点浇 口从 塑件 上端孔 内侧 注 射 故采 用分 模 的途径创 建 的顶部 凹模 嵌块 和 主型 芯 I 再 经 过实体设计 成 为图 4 a 和图 4 b 所示的 2个 成 型零件 其 中凹模 嵌块 与 主型 芯 工合 模 时 不仅构成 了完 整 的流道 还 分 别成 型 了塑件 上 端 的文字 和 塑件 的 内孑 L 起 到 了一 件两 用 的作 用 见 图 4 c 同理 图 5 a 所示 主型芯 不仅 成型 了塑 件 内部 的最 大 圆柱 内表 面 其顶 部 的 8个通 孔 和下 部台阶的 4个通孑 L 是让顶杆通过顶 出塑件 的导 向孑 L 主 型芯 与其 他构 件组合 后 的工 作 位 置 如 同 5 b 所 示 2 2 3 四侧 抽 芯 的成 型 零 件 结 构 设 计 图 6 a 所示 A侧 D侧瓣 合对接 的 凹模 滑 块 为了保证 合模 对接 后塑 件顶 部 圆弧 的拼 接 痕迹最小 并且引导 A侧 D侧 2个 凹模滑块位 置准确对接 特 意在 接合 面 上设计 了楔形 凸 台 和 凹槽 见图 6 b 图 6 c 为 B侧 C侧型 芯 滑 块 滑 块 上 嵌 入 了 成 型 塑 件 通 孔 的 长 方 形 型 芯嵌 件 图 6 d 是既能成型塑件外圆柱面又能 支撑和引导 四侧滑块运 动的滑块基座 a 顶部凹模嵌块 b 主型芯 I c 主型芯 I 与顶部凹模嵌块合模位置示意图 图 4顶部 凹模嵌块 与主型芯 I的结构 a 主型芯 b 主型芯 的结构与工作示意图 图 5 主型芯 的结构 与工作 示意图 模 具 技 术 2 0 1 2 No 6 1 3 A侧抽芯 n U a 合模时瓣合的 A 侧 D 侧凹模 b 楔形对接 c B 侧 c 侧型 心4 滑 块 导滑 面 d 能成 型塑件外 圆柱面的滑块基 座 2 3模 具 总体结 构 导滑 槽 e 有 运动关 系的成型零件 工作位置 图 图 6 四侧 抽 芯 的 成 型 零 件 结 构 图 7为 Ho s i n g塑件 的注 塑模 具 结 构 主 要成型 零 件 是 主 型 芯 I 件 9 主 型 芯 I 1 件 零件 见 图 6 a C侧组 合 型芯 见 图 5 c B侧 组合型芯 上端 0 6 4 mi D 组合型芯 件 2 4 下端 0 6 4 i n n 3 组 合 型芯 件 1 5 要 求 模具 的 抽芯工作顺 序是 开模时 模具在分 型面 I I处 1 0 A 侧组合 成型零 件 件 2 1 D侧组 合成 型 打开 与此 同时 3个斜导柱分别控 制 B侧 c侧 一l 墓 i V l l I I I l i J 仁 一 I 一 t o I j l l t 1 塑件2 斜导柱3 固定 板4 D侧凹模滑块5 D侧楔 紧块 l 6 D侧耐磨嵌块7 滑块 l 8 D侧导滑块 9 主型芯 I 1 O 主型 芯 l 1 顶杆 1 2 气缸 1 3 垫板 1 4 固定板 l 5 下端 0 6 4 mm 方孔组合型芯 1 6 A 侧导滑块 1 7 A侧楔 紧块 2 1 8 A侧楔 紧块 1 l 9 A 侧耐磨嵌块 2 O A侧滑块 2 1 A侧侧 型芯组件 2 2 弯 销 2 3 定 模 板 2 4 上 端 O 6 4 mm 方 孔 组 合 型 芯 图 7 机架塑件模具结构 1 4 Di e a nd M o ul d Te c hno l o gy No 6 2 01 2 和 D侧 的活 动型芯组件 向外抽芯 然后 气缸 I 2 在得 到 感 应 器 的信 号 后 开 始 动 作 抽 出 4个 0 6 4 ml T l 方 孔 型芯 组件 开模 时 随着 定模 的移 动 上端 2个 0 6 4 mm方孑 L 型芯 件 2 4 也在逐 渐脱离塑件方孔 但 由于 弯销 件 2 2 的直 壁部 分仍然与滑块 件 2 0 的直壁 部分 接触 所 以 A 侧侧型芯组件并没 有动作 待上端 2个 0 6 4 mm 方孔 型芯 件 2 4 完 全脱离 塑 件和 A 侧侧 型 芯 组件 导向孔后 弯销的斜面 与 A 侧滑块 件 2 0 的斜孔 斜 面 接 触 在 弯 销 的作 用 下 A 侧 滑 块 件 2 0 开始 向外移 动 抽 出 A侧组合成 型零 件 件 2 1 因 此 该 模 具 在 机架 塑件 的 五侧 A 侧 B侧 C侧 D侧 和零件 下端 都设 置 了抽芯 机构l 4 j 图 8为成型后 的零件实物 图 8成 型 后 的 零 件 实 物 3 结论 根据机架 零件 的结构 特 点 模 具设 计 时 成 型零件较 多采 用 了组 合式 结构 简 化 了模 具 零 件成型 部 分 的结 构 成 型 零 件 的加 工性 能好 本模具成 型零 件 结构 设计 中 在成 型 零 件 的其 他部位 上还 巧妙 地设 计 了流道 部 分 顶 出装 置 导向孔 和侧 抽芯 滑块 的 导滑 部分 使 得 模 具结 构更 加紧凑 合理 达 到一 件 多能 的效 果 经过 生产检验 成型 的机架塑件 符合 图纸要求 取得 了满意 的效果 参 考文献 1 模 具实用技术丛书编委会 塑料 模具 设计制 造与 应用 实例 M 北京 机械工业 出版社 2 0 0 2 E 2 3赖 新建 杜智敏 C i ma t r o n E 8 0产 品模具设 计入 门一 点通 M 北京 机械工业 出版社 2 0 0 7 E a 宋玉恒 塑料模具 设计实用 手册 M 北京 航空 工业 出版社 1 9 9 8 1 4 3张荣清 模具 设计 与制造 M 北京 高等教育 出版社 2 00 2 上接 第 9页 约 为 6 0 S 毛坯镦粗时 间约为 5 S 粗锻一次时间 约为 5 S 精锻 一次时间约为 5 S 冷挤压耗 时约 3 0 s 所有工序 的其他辅助时间一共约为 5 mi n 则整个 工艺过程的加工时间不超 过 1 0 mi n 6 结论 1 根据模拟 结果可 以看 出新 的加工 方案 加工简单 操作方便 极 大地缩短 了零件 的加工 时间 大