具有复杂抽芯机构的注塑模具设计

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1、万方数据具有复杂抽芯机构的注塑模具设计李志英，肖曙红，陈玉莲(广东工业大学机电工程学院，广东广州510006)摭要：模具广泛应用于制造行业，是工业生产的重要工艺装备，具有生产效率高、质量好、切削少、节约能源和原材料、成本低等一系列优点，成为多种成型工艺中最具潜力的发展方向。本文是针对一个电器开关盒的模具设计。该模具设计的难点是四个侧面都需要通过抽芯成型多个侧孔。关键词：模具设计；塑料成型；注塑模具；抽芯结构中田分类号：TG76文献标识码：A文章编号：1009—9492(2007)12．0115—041前言塑料模具广泛应用于电子电器制造行业，是工业

2、生产的重要工艺装备，它被用来成型具有一定形状和尺寸的各类塑料。采用模具生产制件具有生产效率高、质量好、切削少、节约能源和原材料、成本低等一系列优点，模具成型已经成为当代工业生产的重要手段，是多种成型工艺中最具潜力的发展方向。本文针对结构较为复杂的电器开关盒进行注塑模具设计。该电器开关盒用于电器开关的外壳，起到保护、绝缘的作用，同时还便于整个电器的散热。塑件的外形尺寸和表面精度要求很高，四个侧面上的小孔都需要通过注塑模具的抽芯结构来成型。2电器开关盒注塑件的结构分析电器开关盒为黑色注塑件。材料选用聚苯乙烯(Ps)。外部形状见图l。塑件的四个侧面均布

3、置有多个小孔，侧孔有方形、圆形两种形式，孔的精度要求较高，需要利用图1电器开关盒收稿日期：2007一ll一19侧型芯来成型，塑件总体结构较为复杂，难以实现一模多腔，为了提高产品的生产率和保证产品的质量，本设计采用单型腔双分型面的形式，可实现产品的自动化生产，提高生产率。3注塑模具的设计典型的注塑模具由浇注系统、成型零部件、合模导向机构、脱模推出机构、侧向抽芯机构以及冷却系统等组成。根据成型塑件的特点，本模具设计主要包括以下几个方面。(1)浇注系统的设计浇注系统的设计主要包括主流道、分流道、浇口和冷料井的设计。．①主流道设计为了便于加工和缩短主流道

4、长度，衬套和定位圈设计成分体式。衬套如图2所示，材料采用T10A钢，热处理淬火后表面硬度为53HRC一57HRC。②分流道设计由于该设计采用单型腔模具的形式，且塑件在分型面上的投影面积是连续的，故采用中心进料的浇注方式，即不设置分流道，凝料从主流道流经浇口直接进入型腔，如图3所示。③浇口设计根据塑件的外部特征，外观表面质量要求比较高，应看不到明显的浇口痕迹，因此采用点浇口，在开模时浇口自行剪断，几乎看不到浇口的痕迹。外加双分型面的结构形式可实现自动化生产。④冷料井的设计本模具中凝料从主流道流经浇口直接进入型腔，省略万方数据3∞NeO．85I基32

5、x0．5图2主流道衬套了冷料井的设计，虽对塑件的质量有影响，但影响很小，可忽略不计。≤≥叩口口叩图3浇注方式(2)成型零件的设计根据材料的选择、注塑件形状、注塑件材料和塑件公差的选用，最终计算出塑件的基本尺寸及凹凸模的尺寸，如图4所示。(3)模架的确定和标准件的选用由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根据成型零件尺寸结合标准模架。选用结构形式为P3、模架尺寸为160岫×160mm的标准模架，可符合要求。(4)合模导向机构的设计该模具的合模导向机构采用导柱、导套方式。根据标准模架的系列可知导柱的直径为016咖，而导套的外径为m24咖，内径为016

6、咖。导柱和导套的长度按模具具体结构确定。导柱尺寸如图5所示。(5)脱模推出机构设计①推出方式的确定塑件推出是注塑成型过程中的最后一个环节，推出质量的好坏将最后决定塑件的质量，因此，塑件的推出是不可忽视的。本套模具的推出机构形式较为简单，而轮廓封闭且周长较长，故采用推板推出的方式，有助于提高推出质量。②脱模力的计算脱模力是模具脱模机构设计的重要依据。而脱模力计算与测量十分复杂。对于工程实践中任意形状的壳类塑件的脱模力，只能将其简化为圆筒形或矩形进行近似计算。汁罗心·令树槲厂7、《￥＼。轧r鼍

7、]亘器．一40一lI门V孬＼夕制>*怜-图4电器开关盒的

8、基本尺寸计算脱模力时，对于不同的型芯截面又有不同的公式。薄壁件的脱模力F(厚壁与型芯直径之比l／20)图5带头导柱万方数据a、当型芯为圆形截面，=堑骘鬻等牲(3)(1+m+矗1)五⋯7b、型芯为矩形截面F=型呜娑阜牲(4)。(1+m“．)后”7其中：I为塑件的平均厚度；￡为塑件包裹型芯之长；E为塑料的弹性模量；S为塑件成型收缩率；a为型芯的脱模斜度；m为塑料的泊松比。该套模具的脱模力

9、可通过计算多个矩形或圆形型芯的脱模力来近似计算。4侧向抽芯机构的设计①抽芯力的计算一般情况下，侧孔的抽芯可视为厚壁件的脱模。因此抽芯力可