基于UG的遙控器上下殼體注塑模設(shè)計(jì)

謝世坤，郭秀艷，易榮喜，潘曉亮，盛弦洪

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基于UG的遙控器上下殼體注塑模設(shè)計(jì)

謝世坤，*郭秀艷，易榮喜，潘曉亮，盛弦洪

（井岡山大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，江西，吉安 343009）

介紹以丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三種成分組成的共聚物(ABS)為材料制備的遙控器殼體注塑模具設(shè)計(jì)過程。通過對(duì)遙控器殼體塑件的結(jié)構(gòu)及成型工藝分析，提出一模兩腔的注塑模具結(jié)構(gòu),并基于UG8.0軟件對(duì)注塑模具中各個(gè)部件進(jìn)行了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，尤其是鑲嵌的成型零部件和側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)塑件復(fù)雜結(jié)構(gòu)的一次成型，使整套模具結(jié)構(gòu)更加緊湊，提高了生產(chǎn)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

遙控器；注塑模；UG；側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)

1 塑件結(jié)構(gòu)及成型工藝

1.1 塑件結(jié)構(gòu)

圖1所示為遙控器上下殼體UG零件圖。塑件上下殼體全長(zhǎng)均為151 mm,寬48.5 mm，厚度約2 mm。塑件形狀較為復(fù)雜，上殼體存在多個(gè)規(guī)律近乎相同的橢圓形孔洞，大橢圓沉孔間距15.5 mm，5排等距小橢圓沉孔間距11 mm(圖1a)，下殼體存在盲孔、方孔和異型孔，加強(qiáng)筋和邊部側(cè)凹的設(shè)計(jì)加強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和密實(shí)性(圖1b)。由此分析可知，成型此塑件需要多個(gè)形狀各異的小型芯和側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)才能完成。圖2為遙控器上下殼體塑件的三維效果圖。從圖中可以看出，塑件要求表面光滑，沒有熔接痕，外部棱角均應(yīng)采用圓弧過渡。

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1.2 成型工藝

遙控器屬于日常生活用品，從使用性能上分析，必須具有良好的綜合機(jī)械性能，一定的耐寒性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電器性能。能滿足這一條件的塑料品種很多，但從材料來源和成本考慮，丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的聚合物(ABS)更合適。ABS[1]成型后的塑件具有較好的光澤、抗沖擊強(qiáng)度、一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于加工成型。但ABS升溫時(shí)粘度增高，故需較高的成型壓力，在正常的成型條件下，ABS的收縮率約為0.3~0.8。ABS注射成型工藝參數(shù)[2]：熔體溫度180~230 ℃，模具溫度50~80 ℃，注射壓力70~120 MPa，保壓壓力50~70 MPa，成型周期40~70 s。

2 分型面位置的確定

分型面是模具上用于取出塑件和澆筑系統(tǒng)凝料的可分離的接觸面。分型面位置的設(shè)計(jì)不僅影響到塑件脫模難易程度和美觀程度，還直接影響成型零部件的加工工藝性。合適的分型面應(yīng)滿足如下條件：有利于成型零件的加工、脫模、提高塑件表面質(zhì)量及方便操作等工藝特點(diǎn)。

分型面種類很多，根據(jù)塑件上下殼體薄板狀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，塑件外形最大輪廓處即上下殼體相接觸的位置設(shè)計(jì)平直分型面最為合適。因塑件內(nèi)側(cè)帶有側(cè)向抽芯，模具結(jié)構(gòu)整體較為復(fù)雜，但塑件尺寸較小，故采取一模兩腔非對(duì)稱式結(jié)構(gòu)，即一套模具同時(shí)成型塑件上下兩個(gè)殼體。為降低模具加工的復(fù)雜性，選用側(cè)澆口的進(jìn)料方式，具體分型面和澆注位置如圖3所示。

圖3 分型面形式及位置

3 成型零件設(shè)計(jì)

凹模型腔是成型塑件外輪廓的部件，型芯是成型塑件內(nèi)表面的部件。根據(jù)遙控器塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，成型部分采用整體鑲嵌式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，凹模型腔板和凸模型芯板外輪廓尺寸為390 mm×110 mm×40 mm，同時(shí)在各板上均開設(shè)冷卻水道，以便于塑料熔體注射時(shí)對(duì)模具進(jìn)行降溫，保證熔體具有較好的流動(dòng)性，冷卻水道長(zhǎng)寬為350 mm×70 mm。為便于加工，兩板均在四角處單獨(dú)加工螺紋孔，并用螺絲將凹模型腔板固定到動(dòng)模板上，將凸模型芯板固定到定模扳上。由于塑件沉孔較多，為保證孔周邊的強(qiáng)度，各小型芯之間不可靠的太近。具體凹凸模的UG零件加工圖分別如圖4和圖5所示。

圖4 凹模結(jié)構(gòu)

圖5 凸模結(jié)構(gòu)

4 模具結(jié)構(gòu)及工作過程

模具結(jié)構(gòu)[3-5]如圖6所示。模具工作過程為：開模時(shí)，在注射機(jī)開合模系統(tǒng)的帶動(dòng)下，首先定模板8和動(dòng)模板5相接觸的平面分開，動(dòng)模部分向下運(yùn)動(dòng)，此時(shí)在斜導(dǎo)柱12的作用下，側(cè)滑塊14帶動(dòng)側(cè)型芯向右運(yùn)動(dòng)，并在彈簧及限位釘?shù)淖饔孟露ㄎ?，防止其脫離斜導(dǎo)柱12。當(dāng)注射機(jī)的頂桿與推出機(jī)構(gòu)相碰時(shí)，頂出機(jī)構(gòu)開始操作，推桿固定板推動(dòng)斜推桿16及推桿15將塑件及澆注系統(tǒng)凝料推出。取出塑件及澆注系統(tǒng)凝料，開模結(jié)束。合模時(shí)，注射機(jī)開合模系統(tǒng)帶動(dòng)動(dòng)模部分向上運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)柱23進(jìn)入導(dǎo)向孔22，完成整個(gè)過程的導(dǎo)向定位作用；推出機(jī)構(gòu)則在彈簧的作用下完成復(fù)位動(dòng)作；滑塊座13沿著斜導(dǎo)柱12的方向滑入，并推動(dòng)滑塊14和側(cè)型芯完成復(fù)位，由楔緊塊11鎖緊，合模結(jié)束。

1.動(dòng)模固定板 2.方鐵 3.推桿固定板 4.頂針板 5.動(dòng)模板 6.型芯 7.型腔 8.定模板 9.定模固定板 10.水嘴 11.鎖緊塊 12.斜導(dǎo)柱 13.滑塊座 14.滑塊 15.推桿 16.斜推桿 17.垃圾釘 18.復(fù)位桿 19.復(fù)位彈簧 20.定位環(huán) 21.澆口套 22.導(dǎo)套 23.導(dǎo)柱 24.內(nèi)六角螺絲

5 結(jié)束語

UG作為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的工具，推動(dòng)了模具行業(yè)的快速發(fā)展，優(yōu)化了模具結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)，縮短了成型周期。尤其是針對(duì)帶有內(nèi)、外側(cè)抽芯等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的塑件來說，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)更是不可或缺的手段之一。本設(shè)計(jì)以遙控器殼體為例，重點(diǎn)運(yùn)用UG8.0軟件完成塑件的三維造型及模具零件結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計(jì)，模具結(jié)構(gòu)合理，很好的滿足塑件形狀、尺寸、精度及外觀等要求，同時(shí)提高了UG軟件的運(yùn)用能力，對(duì)相關(guān)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件應(yīng)用到類似塑件的模具設(shè)計(jì)中有一定的參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1] 屈華昌. 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 1996.

[2] 郭秀艷,謝世坤,高芝,等.基于CAD的透蓋注塑模具設(shè)計(jì)[J].井岡山大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2014,35(5):75-78.

[3] 趙波. PROE CAD實(shí)用教程[M]. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2002.

[4] 陸勁昆. PROE注塑模具設(shè)計(jì)[M]. 北京: 北京大學(xué)出版社, 2002.

[5] 馮炳堯.模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)[M]. 上海: 上海科學(xué)技術(shù)出版社, 1998.

INJECTION MOULD FOR REMOTE SHELLS BASED ON UG

XIE Shi-kun,*GUO Xiu-yan, YI Rong-xi, PAN Xiao-liang，SHENG Xian-hong

(School of Mechatronics Engineering, Jinggangshan University, Ji’an, Jiangxi 343009, China)

The injection mould design of remote shells made by acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) was introduced. Through the analysis on the whole structures and the forming technology of the remote shells, an injection mould with one module and two cavities was proposed. Based on UG8.0, the different parts of this mould were designed, especially the independent shaping components and the core-pulling mechanism. The mould was compact in structure, meeting the forming of complicated structure and improving the economic benefit.

remote shell；injection mould; UG; core-pulling mechanism

1674-8085(2015)01-0061-04

TG241；TQ320

A

10.3969/j.issn.1674-8085.2015.01.012

2014-11-07；修改日期：2014-12-08

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51165010）；江西省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（20112BBE50002）；江西省高等學(xué)?？萍悸涞赜?jì)劃項(xiàng)目(KJLD14066)

謝世坤(1973-)，男，江西吉安人，教授，博士，碩士生導(dǎo)師，主要從事材料成型工藝控制研究(E-mail：xskun@163.com);

*郭秀艷(1980-)，女，吉林長(zhǎng)春人，講師，博士生，主要從事材料成型工藝及模具設(shè)計(jì)(E-mail:yezi1616@163.com);

易榮喜(1976-)，男，江西吉安人，副教授，碩士，主要從事材料成型工藝控制研究(E-mail:yirongxi@sina.com);

潘曉亮(1980-)，男，安徽蚌埠人，講師，博士，主要從事材料成型工藝控制研究(E-mail：Hero_pan03@163.com);

盛弦洪(1990-)，男，江西九江人，井岡山大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院2011級(jí)本科生(E-mail: 1010985030 @qq.com).