淺談塑料模具的改良及應用

【摘要】不少塑料模具因以前設計不合理，經(jīng)歷一定時間后就會問題重重。如何對不良的塑料模具進行設計改造是所有制造行業(yè)都必須面對的課題。筆者通過對釣桿線輪和線殼的模具進行分析改良，使該模具達到脫模容易和提高生產(chǎn)效率的目的。

【關鍵詞】模具改良；水口；主流道；自動脫模

在電子、汽車、電機、儀器、電器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中，60%—80%的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)零件所表現(xiàn)出來的高精度、高復雜度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗是其他加工制造方法所不能比擬的。模具生產(chǎn)技術水平的高低已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。

隨著汽車制造業(yè)和IT制造業(yè)的飛速發(fā)展，國內(nèi)模具工業(yè)取得了飛速發(fā)展，據(jù)了解，我國模具行業(yè)中塑料模具的占比可達30%，預計在未來模具市場中，塑料模具占模具總量的比例仍將逐步提高，且發(fā)展速度將快于其他模具。機械設備的更新?lián)Q代，人們對產(chǎn)品質(zhì)量、外觀、性能的要求越來越高和現(xiàn)代工業(yè)對環(huán)保材料，節(jié)能，提高生產(chǎn)率各方面的要求。塑料模具在生產(chǎn)使用過程中，逐漸會生產(chǎn)碰傷難脫模等現(xiàn)象。其中這些現(xiàn)象的產(chǎn)生，部分是由于以前模具設計的不合理，重新制造一套模具不切實際。一般都需要對原塑料模具進行設計改良以解決生產(chǎn)中遇到的問題。因此，如何對不良的塑料模具進行設計改造是所有制造行業(yè)都必須面對的課題。筆者在校企合作工廠實踐時，就曾參與解決了其中一些技術難題，現(xiàn)拋磚引玉，希望各位同行批評指正。

一、合作企業(yè)B3250線輪和線殼模具存在的問題

合作企業(yè)釣具生產(chǎn)公司長期生產(chǎn)釣桿的線輪和線殼，主要應用立式注塑機進行生產(chǎn)。配套的塑料模具在長時間的生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)有以下問題：

1.主流道較長，水口料較多，需要多進料，導致成型周期長。

2.水口料較多，導致產(chǎn)品粘模，不能主動脫模。

這些問題最終導致了水口料較長，成型周期長，造成粘模和水口不能主動下落，生產(chǎn)效率低，浪費材料人工和電費等影響。

面對以上問題，重新設計制造新模具成本過高，在注塑機不更換和模芯不改變的情況下，公司為了節(jié)省成本和提高生產(chǎn)效率，下達了對舊模個別部位進行重新設計的改造任務。組織骨干人員成立模具改造小組，對不良塑料模具進行合理改良。

二、舊模改造設計方案

筆者適逢在該企業(yè)實踐，有幸參與到該模具改造小組。針對以上的問題，經(jīng)過深思熟慮

和反復推敲后，提出了以下兩個方面的設計方案：

1.縮短澆口套，主流道

主流道是連接機臺噴嘴至分流道入口處之間的一段通道，是塑料進入模具型腔時最先經(jīng)過的地方.其尺寸，大小與塑料流速和充模時間長短有密切關系.太大造成回收冷料過多，冷卻時間增長，包藏空氣增多.易造成氣泡和組織松散，極易產(chǎn)生過流和冷卻不足；如流徑太小，熱量損失增大，流動性降低，注射壓力增大，造成成型困難.一般情況下，主流道會制造成單獨的澆口套，鑲在母模板上.

在保證塑料良好成型的前提下，主流道長度L應盡量短，否則將增多流道凝料，且增加壓力損失，使塑料降溫過多而影響注射成型。通常主流道長度由模板厚度而定，一般取L≤60mm。由標準模架結合該模具的結構取值。舊模主流道尺寸L=58mm，水口料較長，冷卻成型周期長，脫模難。

（1）經(jīng)討論后取主流道L=40mm，長度縮短，膠料用量減少，成型周期縮短。但是由于線輪（圖號12400308）和線殼（圖號12300287）產(chǎn)品偏大，水口L=40mm仍偏長塑料產(chǎn)品還是難以脫模。

（2）采用主流道分體結構

考慮到這個情況，筆者提出：能否考慮分體結構，如圖1所示。這樣模板厚度不變，保持一定的剛度，而把主流道設計更短一些，L=25mm，遠比舊模58mm短，水口大大減少，大量節(jié)省了材料和時間。

其中要注意以下問題：

（1）保證面板與水口板的開模距離8～10mm，水口板與A板開模距離比水口料長度長30mm左右。

（2）小拉桿位置不能在模具下方，如在模具下方須確保不擋住水口，否則小拉桿需移至左右。

（3）水口扣針不能有毛邊，如有毛邊需重配水口扣針。

2.使產(chǎn)品更好地實現(xiàn)自動脫模

一般產(chǎn)品不能脫模有以下原因：

（1）結構有干涉（頂出系統(tǒng)相互干涉、頂出與產(chǎn)品干涉）

（2）斜頂滑座變形，卡死

（3）司筒、頂針、斜頂?shù)涣?，拉毛、變形、卡?/p>

（4）中托司變形，卡死

（5）導柱、斜導柱拉毛起刺

（6）彈簧失效

（7）頂針板變形

（8）強制復位結構安裝不平衡、頂棍長短不一

（9）油缸力不夠、油缸安裝不平衡

經(jīng)過模具仿真分析，我們發(fā)現(xiàn)該模具主要是由于頂針設計和彈簧頂出長度不夠兩原因造成的。

解決辦法是：

（1）頂針不能凹入產(chǎn)品太深，最多凹入0.05mm，以防止產(chǎn)品粘頂針。

（2）確保頂出距離足夠，保證產(chǎn)品可自動下落：

①加長彈簧，保證長度足夠，藍彈簧長度L=（S+X）/40%

彈簧長度L=（S+X）/50%

其中：S指頂出距離 X指預壓量，一般取10～15mm

②如模具頂出空間不夠，需加高方鐵

假設方鐵高度是A，則產(chǎn)品距離方鐵高度要A。

3.多點進膠改成一點進膠

舊模具采用的一腔四模，多點進膠方式，出現(xiàn)以下問題：

（1）水口重量大

（2）冷卻周期長

（3）內(nèi)應力增大，壓力不均勻，經(jīng)常出現(xiàn)了廢次品。

通過分析試驗，我們決定封住其中兩模腔，將模具改成了一腔二模，采用單點進膠的方式，有效的解決了以上問題，在保證提高產(chǎn)品質(zhì)量的前提下節(jié)省了材料和提高了生產(chǎn)率。

三、生產(chǎn)應用效果

本次舊模改良是在原模具的基礎上進行加工，加工量少，對原模架不造成很大影響，改造成本低，但取得很好的經(jīng)濟效益。下表是改模成效表。

從表中可以看出，改模后水口重量大幅下降，每模生產(chǎn)周期也縮短了不少，各方面數(shù)據(jù)都有了改善，大大提高了生產(chǎn)效率，節(jié)省了人工和電費，為企業(yè)降低了成本，創(chuàng)造了經(jīng)濟效益。

四、結論

1.本次模具改良，我從接受任務、分析問題、設計模具、生產(chǎn)制造模具、試模、檢測產(chǎn)品等環(huán)節(jié)都全程參與，既是一次模具知識系統(tǒng)的學習，又是一個把理論知識轉化成實際應用的實踐機會，不單提高了模具設計水平，更重要的是深切地感受到企業(yè)對提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率和控制成本的追求態(tài)度。

2.制造行業(yè)在向著高精度高效率低成本的方向發(fā)展，與之相應的模具設計也要隨之而變。可以說，模具設計的優(yōu)良與否直接影響的產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)成本，是企業(yè)生存發(fā)展的命脈所在。因此，在傳統(tǒng)模具設計的基礎上，充分的應用數(shù)字化設計工具，進一步的提高模具的質(zhì)量，改善模具的結構，設計更符合市場需求的產(chǎn)品。只有投入到設計中，才能生產(chǎn)出更好的產(chǎn)品。通過這次模具改良，我更清楚的感受到現(xiàn)在學校講授的知識內(nèi)容遠遠落后于企業(yè)生產(chǎn)實際，如何與時代同步與企業(yè)同步是今后技工教育必須要解決的一個問題。