塑料按鍵注塑模具設(shè)計(jì)

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塑機(jī)與模具bookmark0塑料按鍵注塑模具設(shè)計(jì)趙世友-沈陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院遼寧沈陽110045-Shenyang澆口。介紹了塑料按鍵模具的整個(gè)設(shè)計(jì)過程重點(diǎn)和難點(diǎn)分別是分型面的選擇和冷卻水道的設(shè)計(jì)。　?。核芰习存I；注塑模具；曲面分型；（則抽芯；潛伏澆口：TQ320.52：A在電子電器、汽車、電機(jī)、儀器儀表等產(chǎn)品中，目前有60%80%的零部件都要采用模具成型。用模具生產(chǎn)制件的精度、復(fù)雜程度、一致性、高生產(chǎn)率和低消耗是其他生產(chǎn)方法所不能比擬的。而且用模具生產(chǎn)最終產(chǎn)品的價(jià)值往往是模具自身價(jià)值的幾十倍，甚至上百倍。　　隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展塑料材料在電子、建筑、服裝、家電、汽車等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。眾所周知，塑料制品的成型大多依靠塑料模具。塑料模具的質(zhì)量對(duì)制品的產(chǎn)量和質(zhì)量都有決定性影響?！　∧Ｇ恍螤睢⒘鞯莱叽?、表面粗糙度、分型面、進(jìn)澆與排氣位置選擇、脫模方式以及定型方法的確定等，均對(duì)制品尺寸精度及物理力學(xué)性能、內(nèi)應(yīng)力、表觀質(zhì)量與內(nèi)在質(zhì)量等起著十分重要的作用。本文以塑料按鍵為例，介紹了其注塑模具設(shè)計(jì)的整個(gè)過程?！　?總體方案1.1材料特性塑料按鍵材料選用苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物（ABS）。ABS樹脂無毒、無味，呈微黃色。作為一種三元共聚物，兼有三種單體的不同性能，堅(jiān)韌、質(zhì)硬、剛性。其主要特性有：（1）較高的沖擊韌性和力學(xué)強(qiáng)度，尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)性及電性能良好，易于成型和機(jī)械加工；（2）注塑加工比聚苯乙烯困難，宜取較高的料溫和模溫，料溫過高易分解，對(duì)要求精度較高的塑件，模溫宜取5060C，要求光澤及耐熱型料宜取6080C，注射壓力應(yīng)比加工聚苯乙烯稍高，一般為100140MPa；（3）熔融體的流動(dòng)性中等，溢邊料4mm左右；（4）ABS表面可鍍鉻，成為塑料鍍金屬的常用材料' 1.2總體方案設(shè)計(jì)ABS按鍵注塑模具采用一模4腔的設(shè)計(jì)方案?！　∷芗杏幸粋€(gè)直徑為5mm長(zhǎng)度為20.5mm的通孔因此必須有一個(gè)抽芯結(jié)構(gòu)。抽芯選用斜導(dǎo)柱滑塊結(jié)構(gòu)，分型面為曲面。開模時(shí)只需采用一次開模即可，采用頂桿脫模。為了避免頂桿與滑塊之間產(chǎn)生干涉，在復(fù)位桿上加上彈簧，使復(fù)位桿提前復(fù)位?！　≈苯永梅中兔媾艢猓鋮s系統(tǒng)開設(shè)冷卻水道。根據(jù)上述要求，選擇的模架為龍記大水口系列，AI型?！　?.3注塑過程模具處在合模狀態(tài)，開始注塑，完成之后即開塑料按鍵注塑模具設(shè)計(jì)始對(duì)其進(jìn)行冷卻、脫模。脫模時(shí)，首先由注射機(jī)帶動(dòng)動(dòng)模板移動(dòng)，使之與定模板分離，同時(shí)，由于固定在定模板上斜導(dǎo)柱的作用，使側(cè)型芯開始向外側(cè)分離，脫離塑料件。當(dāng)動(dòng)模板和定模板之間的距離達(dá)到120mm時(shí)，動(dòng)模板停止移動(dòng)。然后，頂桿推板運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)頂桿將塑件頂出。合模時(shí)，頂桿首先在彈簧的作用下自動(dòng)復(fù)位然后動(dòng)模板復(fù)位，側(cè)型芯也在斜導(dǎo)柱的帶動(dòng)下同時(shí)復(fù)位。注塑過程完成隨即進(jìn)行下一輪注塑。模具的展開圖如所示。　　▲模具展開。4腔型數(shù)量及排列方式本設(shè)計(jì)為一模4腔的模具，考慮到模具成型零件和抽芯結(jié)構(gòu)以及出模方式可以確定型腔側(cè)壁厚和底板厚度均為15mm，其排列方式如所示。　　▲腔型的數(shù)量及排列方式（5）有利于實(shí)現(xiàn)側(cè)向抽芯?！　》中兔娴倪x擇不是唯一的，一般的注塑件可以有幾種分型面可供選擇，再根據(jù)設(shè)計(jì)的技術(shù)要求和模具的加工工藝以及現(xiàn)有的加工設(shè)備，選擇一個(gè)最好方案。本模具分型面的選擇有以下幾種方案。　　方案一如所示。采用B-B分型面，其優(yōu)點(diǎn)是定模部分的圓孔容易加工可以用銑刀直接銑出來，其缺點(diǎn)是要加工的分型面?zhèn)€數(shù)較多，而且下半部分即動(dòng)模部分的圓孔加工起來也比較麻煩?！　》桨付缢?。采用C-C分型面，其優(yōu)點(diǎn)是無論動(dòng)模還是定模部分圓孔的加工都比較方便可以直接用銑刀加工。但其缺點(diǎn)是分型面之間的配合要差一些?！　　中兔孢x擇方案二方案三如所示。采用d-d分型面，與方案二不同，該分型面采用斜面配合，這樣的配合比平面配合更加穩(wěn)定、更加準(zhǔn)確，對(duì)加工精度的要求也不是很苛刻，一般也不容易出現(xiàn)漏料現(xiàn)象。對(duì)動(dòng)模和定模上圓孔的加工也不會(huì)產(chǎn)生影響，其加工方法同方案二相同，都可以用銑刀直接銑出。　　通過對(duì)上述三個(gè)分型面的具體分析，本模具的2分型面的選擇分型面關(guān)系到塑件的正常成型和脫模而且涉及到模具結(jié)構(gòu)與制造成本，選擇分型面應(yīng)遵循以下原則：（1）分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處；（2）便于順利脫模，盡量使塑件成模時(shí)留在動(dòng)模一邊；（3）有利于保證塑件的尺寸精度和外觀質(zhì)量；（4）減小塑件在合模平面上的投影面積以減小鎖模力；塑料按鍵注塑模具設(shè)計(jì)分型面選用方案三?！　?模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)塑料模具的注塑過程中能產(chǎn)生很大的熱量，因此模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)直接關(guān)系到塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，它是注塑模具設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容之。大型注塑模具的冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)尤為重要，計(jì)算也較為復(fù)雜。對(duì)于大多數(shù)較低模溫的塑料注射，僅需設(shè)置模具冷卻系統(tǒng)?！　±鋮s系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是模具設(shè)計(jì)中較為復(fù)雜的部分，般應(yīng)遵循以下原則：（1）優(yōu)先考慮冷卻管道的位置，而后綜合處理脫模機(jī)構(gòu)的零件布局和鑲塊結(jié)構(gòu)，并首先保證型芯的冷卻；（2）保證管道冷卻水湍流狀態(tài)的流速、流量以及足夠的水壓。要求冷卻水管道總長(zhǎng)度不超過15m，彎頭數(shù)目不超過15個(gè)。出水與進(jìn)水溫度差在5C左右，精密注射的模具般應(yīng)限制在2C以內(nèi)；（3）管道直徑要經(jīng)湍流計(jì)算確定，一般取825mm.管道過細(xì)，加工和清理困難；冷卻水道的布置應(yīng)均勻，按需要作局部調(diào)整。管道間距要適中，過大會(huì)使模溫不均勻，過小會(huì)使孔壁承受型腔高壓而變形；（4）主流道的末端等處要加強(qiáng)冷卻，可用較冷的進(jìn)水。在塑件厚壁及轉(zhuǎn)角等處，需減小冷卻水管道間距，以強(qiáng)化冷卻。另外，冷卻水道應(yīng)遠(yuǎn)離熔合縫的交匯處?！　∧＞呋芈返牟贾糜幸韵聨追N：（1）外接直通式?！　∮盟芙宇^和橡塑管將模內(nèi)管道連接成單路或多路循環(huán)，這種管道加工方便適合于淺的矩形型腔，但是外接部分容易損壞，如所示。　?。?）平面回路式。在模板內(nèi)設(shè)置管道的回路，管道加工后，用孔塞或擋板來控制冷卻液的流動(dòng)。適用于各種淺的，特別是圓形的型腔，如所示?！　。?）凹模嵌入式。在型芯塊內(nèi)設(shè)置管道回路，出水口和入水口通過定模板或動(dòng)模板引出。需要注意型芯塊與定（動(dòng)）模板之間的連接，要在它們之間加O形圈密封，防止冷卻水泄漏。　　本模具采用矩形嵌入凹模的冷卻回路，冷卻水孔的排列形式為直通孔形式一端進(jìn)冷卻水，冷卻水的溫度為20°C；端排水，排出的冷卻水的溫度為25C.如所示?！　【匦吻度胧桨寄５睦鋮s回路4結(jié)論塑料按鍵模具的設(shè)計(jì)重點(diǎn)是分型面的選擇。　　因該模具的分型面是個(gè)曲面，這就增加了設(shè)計(jì)的難度。另一個(gè)重點(diǎn)是對(duì)模具總體結(jié)構(gòu)合理性的把握，而其中的難點(diǎn)是冷卻水道的設(shè)計(jì)，因?yàn)樵撃＞邔儆谛⌒湍＞撸蚨谠O(shè)計(jì)時(shí)，冷卻水道的位置會(huì)受到空間以及頂桿和復(fù)位桿等其他零件的限制。