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          復雜旋鈕注塑模設計

          1  塑件結構工藝分析
                  復雜旋鈕塑件,材料為聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(PC/ABS),收縮率為0.5%,其外形尺寸為Φ20×16mm,平均厚度2.5mm。該塑件內部結構較復雜,既有肋板,又有裝配用的結構,要求電絕緣性能好,具有一定的機械強度,耐磨性、阻燃性和尺寸穩定性高。
                  塑件的外表面結構簡單,由凹模成型即可。塑件的內部結構如由整體的凸模成型,會使得凸模結構復雜給制造帶來困難,同時塑件不易脫模,因此考慮采用后模仁鑲件和鑲針成型塑件內部裝配用的結構。同時,由于塑件成型后對后模側成型零件的抱緊力較大,采用一次脫模易損壞塑件,因此考慮采用二次脫模結構。
          2  模具設計要點
          2.1  澆注系統設計
                  由于塑件表面質量要求較高,且生產批量大,因此采用一模四腔布局,潛伏式澆口進膠,主流道截面采用圓形截面,分流道設計應能使塑料熔體的流向得到平穩的轉換,并盡快充滿型腔,流動中溫度降低應盡可能小,阻力盡可能低,同時應能使塑料熔體均衡地分配到各個型腔。澆口的入膠點選在后模仁鑲針上,既可以不影響塑件的外觀質量,又易于澆口切斷自動脫模。
          2.2  成型零件設計
                  為了延長前、后模的使用壽命,同時又不浪費價格昂貴的模仁材料,且為了凹凸模損壞后維修、更換的方便,凹、凸模的設計均采用整體嵌入式結構,即將稍大于型腔的模具材料制成凹、凸模嵌入模板中,并用螺絲止轉,再通過后模仁與前模仁之間的靠破關系,形成兩者之間的定位。為降低后模仁制造難度和方便塑件脫模,后模仁在分模時采用組合式,分模后得到的零件有后模仁鑲件、后模仁鑲針(成型塑件內部孔)和斜頂(成型塑件內部肋板)。在此,采用Pro/E的模具設計模塊進行分模,為簡化設計,分模圖中只設計出一個型腔,最后分模。
                  在鋼材的選擇上,由于此塑件表面要求進行拋光處理,而底部要求不高,并且產量較大,通過筆者經驗和橫向對比,前模仁選用一勝百ASSAB8407鋼材,其作為熱作模具鋼材,具有優良的耐熱性及抗龜裂性,且加工性能好;后模仁部分選用NAK80,其作為預硬鋼,拋光性能良好,并且放電性能高,具有很好的焊接性。
          2.3  頂出機構設計
                  由于塑件內部結構復雜,成型后的塑件既對后模仁鑲件、后模仁鑲針有抱緊力,也對塑件的內部肋板有較大的抱緊力。為分散抱緊力,使塑件能被平穩地推出,頂出機構設計為二次頂出。第一次頂出由頂針板下的彈簧和B型小拉桿配合形成。第一次開模時,在頂針板下彈簧的作用下塑件被頂出(頂出距離由B型小拉桿控制),脫離后模仁和后模仁鑲針,同時潛伏澆口被切斷。第二次頂出是在注射機頂桿推動頂針板的作用下,頂針板帶動斜頂桿,斜頂桿帶動斜頂將塑件再次頂出,塑件脫離后模仁鑲件。
          2.4  溫度調節系統設計
                  由于塑件表面質量要求較高,產品批量生產,為了縮短成型周期,需要對模具進行冷卻。要注意減小前后模側模仁的溫度差,要求模溫波動不超過±2.5℃,既保證管道冷卻水湍流狀態的流速和流量,還要保證足夠的水壓。出入水的溫差控制在5℃左右,冷卻管道布置應均勻,管道回路為平面式,在鑲塊四周布置斷面為圓形的水路。管道加工后,用止水塞控制冷卻液的流動,前后模板內的水由前后模板引入,并在模板上加工溝槽,安裝防漏密封圈。
          2.5  排氣系統設計
                  塑件屬于一般的小型塑件,且不采用特殊的高速注射,在此可利用分型面和斜頂、鑲件、鑲針與孔的配合間隙排氣。
          2.6  模架的選擇
                  在模架選擇時,要考慮到型腔和其他零件的布置,在能保證模具結構合理安排的前提下,使模架盡量簡潔。本模具選擇龍記CI2023A60B70C100標準模架,并增加兩支Φ16×125mm的中托司,在頂針板下面增加一塊材質為S50C的模板。
          3  模具工作過程
                  模具結構。模具開模時,在彈簧15的作用下,塑件被頂出,脫離后模仁和后模仁鑲針,同時潛伏澆口被切斷,頂出到一定距離時,B型小拉桿16的凸邊碰到動模座板,第一次頂出結束。模具繼續向后模側移動,當移動到一定距離時,注射機頂桿推動頂針板,頂針板帶動斜頂桿10,斜頂桿10帶動斜頂9將塑件再次頂出,塑件脫離后模仁鑲件,同時在頂針23的作用下分流道凝料也一起被頂出。合模時,由于彈簧13的作用,在模具還未閉合時,頂針面板帶動斜頂桿10和后模仁鑲件一起回復到原位,實現了頂出機構的優先復位。
          4  結論
                  該模具利用潛伏式澆口,使得旋鈕塑件的表面質量得到了保證。結合旋鈕塑件內部結構特點,利用斜頂、后模仁鑲件和后模仁鑲針等零件成型塑件,同時為分散旋鈕塑件對成型零件的抱緊力,通過彈簧、小拉桿等零件的相互配合巧妙地實現了二次頂出,模具結構合理,運行可靠。


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