電連接器防塵蓋注射模具設(shè)計(jì)

柳亞輸，李曙生，楊金娥，李衛(wèi)民

（泰州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電技術(shù)學(xué)院，江蘇 泰州 225300）

高壓聚乙烯（LDPE）具有良好的光學(xué)特性和加工性能，但強(qiáng)度較低[1]，可用于制作工業(yè)電線電纜包覆及涂層等對(duì)強(qiáng)度要求不高的場(chǎng)合。本文選用高壓聚乙烯作為原料，用注射成型的方法生產(chǎn)一種電連接器的防塵蓋。

圖1是某種電連接器防塵蓋零件圖，尺寸為114×102×33mm，屬于小型塑件，質(zhì)量要求不高。小型塑件的模具設(shè)計(jì)中，常會(huì)遇到分型和抽芯問題[2]。分型面主要受到排位、塑件形狀和精度、澆位置、側(cè)抽芯、加工設(shè)備、頂出位置等多種因素的影響。一般而言分型面的位置應(yīng)選在塑料零件脫模方向最大外形輪廓處，即通過(guò)該方向上塑件的最大截面處[3]，它的選擇直接決定著塑件的最終質(zhì)量。防塵蓋在脫模方向上，截面積最大處不止一處，如何選取分型面就變得很重要。小模具由于位置有限，所以盡可能的簡(jiǎn)化或者避免出現(xiàn)側(cè)面抽芯機(jī)構(gòu)。下面就對(duì)此進(jìn)行分析。

1 塑件結(jié)構(gòu)分析

該電連接器防塵蓋，材料為PEF(高壓聚乙烯)，乳白色，要求塑件無(wú)穿透性氣泡、裂縫、缺口等缺陷，使用HT-5880注塑機(jī)生產(chǎn)。塑件體積不大，尺寸精度要求不高，形狀比較規(guī)則。

在塑件的中心部位有一個(gè)高9mm，直徑為7mm的圓柱形凸臺(tái)，其側(cè)面有一個(gè)直徑2.2mm的側(cè)孔，用于固定防塵蓋。凸臺(tái)的成型是該模具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵和難點(diǎn)。如果選擇用模具成型此側(cè)孔，則必然要將側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)在定模上，使得模具結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，同時(shí)也加大了模具設(shè)計(jì)和制造的難度和時(shí)間，非常的不經(jīng)濟(jì)。所以考慮采用注射成型制造不含側(cè)孔的塑件，然后對(duì)得到的塑件進(jìn)行鉆孔制得所需塑件。這樣一來(lái)，就省去了側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，簡(jiǎn)化了模具結(jié)構(gòu)。

2 塑件成型工藝分析

從成型工藝考慮，脫模機(jī)構(gòu)一般設(shè)計(jì)在動(dòng)模上，動(dòng)模一般用來(lái)成型塑件的內(nèi)表面。這是因?yàn)橐话愣?，塑件的?nèi)表面對(duì)外觀沒有要求或者要求比較低，此外動(dòng)模側(cè)的推桿、頂針等推出機(jī)構(gòu)和型芯的端部會(huì)在塑件表面留下痕跡，從而影響塑件表面質(zhì)量。此外從塑件的公差配合要求來(lái)看，塑件開口一側(cè)的尺寸為配合尺寸，公差要求最高。如果將分型面設(shè)在靠近塑件中部外緣外表面上，雖然滿足了截面積最大，但不利于脫模，極有可能出現(xiàn)刮傷、毛刺甚至拉裂等缺陷。如果將分型面設(shè)在外緣下表面上，也無(wú)法得到質(zhì)量滿足要求的塑件。這是因?yàn)橄卤砻鎸儆谂浜厦?，公差要求比較高，由于溶解痕無(wú)法完全消除，加上分型面處往往有飛邊、毛刺等缺陷，導(dǎo)致無(wú)法保證塑件尺寸符合裝配的要求。綜合考慮塑件的裝配、頂出、質(zhì)量要求以及模具設(shè)計(jì)、制造的復(fù)雜程度，選擇塑件靠近中部外緣的上表面為分型面。

3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 分型面和型腔數(shù)量的確定

根據(jù)所用注塑機(jī)的工藝參數(shù)，開模行程、注射壓力以及塑件的質(zhì)量要求，采用一模一腔生產(chǎn)。由上文可知，選擇塑件中部邊緣上表面（即靠近塑件凸臺(tái)一側(cè)）為分型面，這樣就可以避免出現(xiàn)側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，采用整體型芯成型塑件的內(nèi)表面，即使分型面處出現(xiàn)熔接痕也在兩個(gè)面的交界處，不影響塑件的外觀質(zhì)量。缺點(diǎn)在于型芯的尺寸較小、中心部位形狀不規(guī)則，給型芯的加工制造提出了較高的要求。

3.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

由于采用一模一腔，為了提高生產(chǎn)效率，方便凝料和塑件分離和取出塑件，采用點(diǎn)澆口三板模。采用點(diǎn)澆口能獲得外形清晰，表面質(zhì)量好的塑件，而且有利于自動(dòng)化操作，去除澆口后，塑件上留下的痕跡不明顯不影響塑件的美觀。點(diǎn)澆口直徑為1.2mm，位置如圖2所示，采用三板模自動(dòng)去除冷凝料。

3.3 成型零件設(shè)計(jì)

型腔采用整體鑲嵌式型腔結(jié)構(gòu)，材料選用P20，硬度為30～35HRC。動(dòng)模型芯同樣采用整體鑲嵌式結(jié)構(gòu)，嵌入動(dòng)模板中，型芯采用同樣采用P20，硬度為31～34HRC

3.4 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

導(dǎo)向機(jī)構(gòu)采用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。動(dòng)定模板的采用四個(gè)導(dǎo)柱等直徑對(duì)稱分布，推板的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)為四個(gè)中托司，即四套導(dǎo)柱、導(dǎo)套分布方式也采用等直徑對(duì)稱分布。因?yàn)閷?dǎo)柱、導(dǎo)套經(jīng)常摩擦，所以要具有足夠的耐磨度和硬度。所以導(dǎo)柱材料為20Cr，淬火硬度為58～60HRC。

3.5 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

該模具頂出機(jī)構(gòu)采用推桿和推塊頂出。為使塑件受力均勻、平穩(wěn)、準(zhǔn)確地頂出，在塑件四個(gè)圓弧過(guò)渡角處設(shè)置四個(gè)推塊，從而使塑件受力均勻順利脫模。此外在澆口處設(shè)置凝料吊針，確保第一次分型時(shí)，冷凝料從塑件表面脫離。

4 工作過(guò)程

電連接器防塵蓋注射模具結(jié)構(gòu)如圖2所示，其具體的工作過(guò)程為：

當(dāng)模具開模時(shí)，在尼龍扣和凝料吊針的作用下，冷凝料從塑件澆口位置脫離，實(shí)現(xiàn)第一次分型。當(dāng)模具繼續(xù)開啟直至左側(cè)定位螺釘?shù)牡诙恢脮r(shí)，在型芯和塑件包緊力的作用下塑件從定膜腔中脫出，實(shí)現(xiàn)第二次分型。隨著模具繼續(xù)開啟直至到達(dá)左側(cè)定位螺釘?shù)臉O限位置，頂出機(jī)構(gòu)的作用下，推板推動(dòng)推桿，推桿推動(dòng)推塊將塑件從動(dòng)模腔中推出。當(dāng)模具閉合時(shí)，在復(fù)位桿和定距螺釘?shù)淖饔孟?，模具?fù)位退回。

在實(shí)際生產(chǎn)中該套模具工作過(guò)程靈活可靠，脫模順利。制得的塑件質(zhì)量穩(wěn)定、無(wú)穿透性氣泡、裂縫、缺口等缺陷；只在塑件分型面有輕微的毛刺，不影響塑件的使用；塑件尺寸穩(wěn)定，符合采購(gòu)商的要求。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)某種電連接器防塵蓋的結(jié)構(gòu)、成型工藝性分析，對(duì)該塑件的注射模具進(jìn)行了設(shè)計(jì)，包括確定分型面、型腔數(shù)量、澆注系統(tǒng)、脫模機(jī)構(gòu)等部件，分析了該模具的工作過(guò)程。模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而緊湊，制造成本低。實(shí)踐證明該套模具工作過(guò)程順利可靠、塑件脫模靈活可靠；制得的塑件質(zhì)量穩(wěn)定、可靠，完全達(dá)到了采購(gòu)商的要求，有效簡(jiǎn)化了模具結(jié)構(gòu)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]高俊剛,于茂賞,楊麗庭.線性雙峰聚乙烯/高壓聚乙烯/線性低密度聚乙烯共混物的流變行為與力學(xué)性能[J].高分子材料科學(xué)與工程,2004,20(1):136-139.

[2]尚波.冰箱鉸鏈蓋注射模具設(shè)計(jì)[J].模具制造,2005,(4):38-40.

[3] 陸龍福,鄢敏.淺談塑料模具分型面設(shè)計(jì)[J].機(jī)械工程與自動(dòng)化,2012,(1):163-164.