通用型盆型型腔注塑模設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

周樹(shù)義

本溪市機(jī)電工程學(xué)校大峪校區(qū)，遼寧本溪 117022

據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)：我國(guó)應(yīng)用最多為塑料橡膠模具，其次才是沖壓模具。從行業(yè)調(diào)研得出我國(guó)模具外貿(mào)行業(yè)進(jìn)出口逆差在不斷縮減，塑料模具在市場(chǎng)中提升迅速，發(fā)展速度遠(yuǎn)高于模具行業(yè)總體水平。但由于國(guó)內(nèi)模具生產(chǎn)業(yè)參差不齊，造成模具行業(yè)混亂，需要亟待解決模具行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)和需要加大模具設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工設(shè)備、模具制造全自動(dòng)加工，積極應(yīng)用先進(jìn)制模技術(shù)和先進(jìn)加工設(shè)備，積極向海外學(xué)習(xí)。綜上所訴顯示模具行業(yè)前景看好、特別是塑件注射模具設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展迅速提高。

塑件注射模具是用來(lái)成型具有一定形狀和尺寸的各種塑件制品的重要工藝設(shè)備，優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)率超高、質(zhì)量好、無(wú)切削、節(jié)能減排、成本低，通用型盆型塑件模具設(shè)計(jì)應(yīng)用更為廣泛。塑料以合成高分子聚合物為主要成分，在一定溫度壓力下具有流動(dòng)可塑性，能夠變形流動(dòng)，塑造成為制成品后，在一定條件下保持形狀尺寸不變，滿足使用性。塑料制成品需滿足四條件：塑料原料、成型機(jī)械、成型工藝、模具。模具結(jié)構(gòu)要求為環(huán)形冷料，倒錐脫模時(shí)禁止側(cè)向移動(dòng)。根據(jù)通用型盆型腔注塑模設(shè)計(jì)任務(wù)目標(biāo)收集整理有關(guān)制件設(shè)計(jì)、成型工藝、成型設(shè)備、機(jī)械加工及特殊加工資料，備于設(shè)計(jì)制造過(guò)程中使用。首先，需要分析通用型盆型模具的工藝性、尺寸精度。即制件外形、色澤、透明程度、使用性能四方面的具體要求，塑件內(nèi)部結(jié)構(gòu)、有無(wú)嵌件，成型缺陷的最大限度，有無(wú)鉆孔、膠接、電鍍、涂裝需加工。審核成型公差低于制件公差要求，決定是否可生產(chǎn)出合格塑料制件，選擇最高精度尺寸精確分析。最后還需要分析塑化和成型參數(shù)。其次，審核模具結(jié)構(gòu)類型、材料類型、成型方法、加工設(shè)備是否合乎實(shí)際制造流程，塑件成型材料應(yīng)有良好的強(qiáng)度、良好的流動(dòng)性、均勻性與導(dǎo)向統(tǒng)一性，可電鍍金屬外涂層、滿足涂裝需求，具有良好的塑性與彈性、透明性，可以膠接或焊接。注射成型設(shè)備需要規(guī)范注射容量、注射壓力、模具安裝尺寸、頂出裝置及尺寸、鎖模壓力、注射噴嘴孔徑、注射噴嘴球面徑、澆口套定位圈尺寸、注射模具max厚度、注射模具min厚度、注射模具模板具體行程，預(yù)估注射模具外形數(shù)據(jù)，判定模具是否配套注射機(jī)安裝于注射。最后制定具體方案，確定為注射模具的精確數(shù)據(jù)。

影響模具制造具體因素比較復(fù)雜。根據(jù)塑料制件結(jié)構(gòu)要求、尺寸要求、批量數(shù)目、模具制造難易程度先確定型腔的數(shù)目和位置排列，確定好型腔布置；分型面確定的位置要便于模具加工、排氣、脫模和具體操作與最后出模的塑件表面光滑程度；設(shè)計(jì)高速高效的主澆道、分澆道、及澆口位置形狀大小與排氣系統(tǒng)；選擇快速的頂出方式，側(cè)凹處理和抽芯方式；精確定位冷卻、加熱位置和冷卻、加熱器件的安裝；根據(jù)模具材料及需求強(qiáng)度確定模具壁厚及尺寸和全部連接、定位、導(dǎo)向件，決定結(jié)構(gòu)件結(jié)構(gòu)和成型件，根據(jù)各位置需求強(qiáng)度計(jì)算出成型件的工作尺寸。按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行模具圖繪制，設(shè)計(jì)工藝流程，完善模注射模具總裝圖。

模具總裝圖組成：模具成型部分結(jié)構(gòu)、澆注排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、分型面分模取件方式、模具外部結(jié)構(gòu)及所有連接件定位與導(dǎo)向件的位置、型腔高度尺寸和模具外表總體數(shù)據(jù)、取模及校正工具、零件工藝流程編號(hào)、標(biāo)注技術(shù)要求和使用說(shuō)明。技術(shù)要求：對(duì)頂出系統(tǒng)、滑塊抽芯結(jié)構(gòu)給出具體性能要求；對(duì)模具裝配后分型面的貼合面貼合間隙小雨0.05mm的上下平行面的精度要求；對(duì)裝配決定的尺寸要求；模具安裝拆卸的方法；模具防氧化油封處理要求；模具實(shí)驗(yàn)要求。依托總裝圖順序先內(nèi)后外、先繁后簡(jiǎn)、先成型后結(jié)構(gòu)進(jìn)行繪制，繪制過(guò)程按比例放大縮小，合理選擇視圖；標(biāo)注統(tǒng)一規(guī)格，順序按先標(biāo)注零件尺寸和出模斜度，然后標(biāo)注配合和全部尺寸，最后標(biāo)注非主要零件的配合尺寸和全部尺寸。表面粗糙度標(biāo)注于圖紙右上角，其它粗糙度在對(duì)應(yīng)各自零件表面按具體位置標(biāo)注。最后對(duì)上述工藝進(jìn)行校對(duì)送曬。

進(jìn)行注射模具工藝成型。通用型盆型型腔注射模，試進(jìn)行塑件成型工藝和模具設(shè)計(jì)，選擇加工方法與工藝。塑件材質(zhì)為熱塑性增強(qiáng)型PE，該材料具有高剛度、耐高熱、絕緣和防水性，成型率高、吸水率低、熔融后流體性好、成型極佳，但收縮率高，易產(chǎn)生形變縮孔與凹痕，成型方向明顯、凝固度迅速易產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力。所以過(guò)程中需高度控制溫度，而且澆注與冷卻速度均不宜過(guò)快。通用盆型零件為圓錐型，需設(shè)置側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)，上口高度為18mm凸耳，凸耳內(nèi)部為凹形，外部為圓環(huán)，帶15mm×9mm凸臺(tái)。該零件尺寸主要尺寸精度為3級(jí)，次要尺寸精度為4、5級(jí)，該零件尺寸精度為中上級(jí)精度，模具加工零件尺寸得到有效保證。模具壁厚max2.4mm、min0.95mm，加工制件表面沒(méi)有凹痕、毛刺和導(dǎo)電介質(zhì)，由上述工藝過(guò)程可得注射時(shí)符合上述規(guī)程可獲得良好的成型零件。

選用注射劑確定型腔數(shù)目，首先計(jì)算塑料制件體積V，然后計(jì)算其質(zhì)量，根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)可查熱塑性增強(qiáng)型PE密度，既得塑料制件質(zhì)量W=VG,進(jìn)而確定注射劑型號(hào)。選擇好熱塑性增強(qiáng)型PE成型溫度和注射壓力，在試模過(guò)程中根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)試。選擇好分型面、模具型腔數(shù)目和確定型腔的排列方式與冷卻水道布局及澆口具體位置、模具工作結(jié)構(gòu)、側(cè)向分型設(shè)計(jì)、抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。

注射成型工藝過(guò)程需要進(jìn)行對(duì)熱塑性增強(qiáng)型PE外面檢驗(yàn)、預(yù)熱干燥、注射劑料筒清洗、嵌入件預(yù)熱和脫模劑的挑選及對(duì)模具預(yù)熱。注射過(guò)程包括加PE料、塑化制劑、充模、保壓、倒流及冷卻與脫模步驟。塑料件后處理需進(jìn)行退火及調(diào)濕。

[1]趙偉閣模具設(shè)計(jì)[M].西安電子科技大學(xué)出版社.

[2]周開(kāi)勤機(jī)械零件手冊(cè)[M].高等教育出版社.

[3]閻亞林塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)[M].成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校.