V型塑料導(dǎo)輪注射模具設(shè)計(jì)

楊玉霞

【摘 要】根據(jù)零件成型體積、型芯、型腔、流道，考慮材料自身的收縮率、溶體輸送理論等選定注射機(jī)，計(jì)算主流道和分流道尺寸，選定澆口類型，然后完成澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì);確定零件分型面，完成了包括凸凹模、型芯、型腔等成型零部件的設(shè)計(jì);合理分配導(dǎo)向和定位機(jī)構(gòu)、脫模機(jī)構(gòu);確定側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的方案。并對(duì)選用的注塑機(jī)進(jìn)行了校核。

【關(guān)鍵詞】塑料制品;側(cè)向分型抽芯;注射模具

中圖分類號(hào)： TQ320.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 2095-2457（2019）26-0034-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.26.016

1 V型塑料導(dǎo)輪的工藝性分析

1.1 零件的尺寸計(jì)算

V型塑料導(dǎo)輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，是一個(gè)帶有V形槽中間有通孔的圓柱形制件，作為導(dǎo)輪的用途，原料使用塑料制品是首要的選擇，因?yàn)樗芰现破废啾戎聯(lián)碛泻芎玫幕瘜W(xué)穩(wěn)定性和強(qiáng)度，具有減震、減摩以及良好的耐磨性。通過(guò)計(jì)算，零件的體積為V1=3.97cm3。

考慮價(jià)格因素，MC尼龍價(jià)格相對(duì)更低，選定MC尼龍作為制件所用塑料材料。

1.2 注射機(jī)的選擇

澆注凝料部分所占的體積應(yīng)當(dāng)為成型零件部分所占體積的0.6倍，澆注系統(tǒng)的體積經(jīng)過(guò)初步計(jì)算為V2=4.76cm3。初步估算每次注射成型所需的注射體積為V=2V1+V2=12.70cm3。MC尼龍的密度為1.15g/cm3。則模具零件的質(zhì)量為m1=3.97×1.15=4.57g。整個(gè)澆注系統(tǒng)凝料體積為m=12.70×1.15=14.6cm3。

在注射機(jī)的實(shí)際選擇情況下，實(shí)際注射量在額定注射功率的20%～80%都是合理的。通過(guò)查閱注射機(jī)選擇的相關(guān)資料數(shù)據(jù)[1]，初步選擇SZ-40/25螺桿注射機(jī)。

2 模具結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)

2.1 確定型腔的數(shù)目和布局

2.1.1 型腔數(shù)目的確定

模具型腔數(shù)目的選擇正確，能夠提高模具的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。按注射機(jī)的最大注射量確定型腔的個(gè)數(shù)n，計(jì)算公式為n≤■-■，經(jīng)計(jì)算：n≤4。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，增加一個(gè)型腔，零件的精度將下降4%。V型塑料導(dǎo)輪作為傳動(dòng)受力的關(guān)鍵部位，要保證塑件具有良好的尺寸精度和使用壽命，所以確定n=2，采用一模兩腔。

2.1.2 型腔布局的確定

在型腔設(shè)計(jì)過(guò)程時(shí)，要保證流體能夠同時(shí)充滿整個(gè)流道，要把鎖模力控制在同一方向上。本設(shè)計(jì)為一模兩腔的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，型腔布置為I型排列。型腔排列緊湊，分流道簡(jiǎn)單，便于流體的流動(dòng)和塑件的成型。

2.2 分型面的選擇

分型面是模具上用于取出塑件或冷凝料的可分離表面，分型面的選擇直接關(guān)系著制件能否順利脫模，制件是否能夠成功從模具中取出，更會(huì)直接影響塑件的整體質(zhì)量[2]。

V型塑料導(dǎo)輪為中間帶孔四周帶凹槽的圓餅形狀制件，為了保證零件工作表面的精度，并一定程度上減少飛邊和熔接痕，最終確定的分型面如圖2所示。

2.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.3.1 主流道的設(shè)計(jì)

澆注系統(tǒng)主流道和模具分型面垂直，形狀為圓錐形，錐角一般設(shè)計(jì)成為2～4，內(nèi)部表面粗糙度為Ra1.6。為了保證主流道與噴嘴的緊密接觸，防止產(chǎn)生漏料現(xiàn)象，主流道與噴嘴接觸處設(shè)計(jì)成球面凹坑，凹坑深度取h=3mm。凹坑的直徑一般要比注射機(jī)噴嘴的直徑大2～3mm，本設(shè)計(jì)所選注射機(jī)SZ-40/25的噴嘴的直徑為20mm，凹坑的直徑定為22mm。

2.3.2 分流道的設(shè)計(jì)

在分流道的設(shè)計(jì)過(guò)程中，既要有大的截面以減少溶體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的壓力，又要使流道的表面積盡可能地小以減少傳熱損失。考慮到加工難度，以及上下部分的配合，最終選擇效率相對(duì)較低的U型流道作為本設(shè)計(jì)的分流道截面。尼龍?jiān)谌廴跔顟B(tài)下具有很好的流動(dòng)性，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可知尼龍分流道的設(shè)計(jì)一般在1.6mm～9.5mm之間選擇，產(chǎn)品的單個(gè)制件的質(zhì)量為4.57g，確定分流道的直徑為2mm。

冷料穴也是澆注系統(tǒng)必不可少的組成部分，是模具零件成型的輔助機(jī)構(gòu)，本設(shè)計(jì)將冷料穴設(shè)計(jì)成Z字型冷料穴，開(kāi)模過(guò)程中在拉料桿的作用下推出。

2.3.3 澆口設(shè)計(jì)

澆口設(shè)計(jì)是澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分，它決定了型腔是否能夠平穩(wěn)進(jìn)料，溶體進(jìn)料的速度和時(shí)間，對(duì)制件的成型有著至關(guān)重要的作用。制件V型塑料導(dǎo)輪所選用的材料是尼龍，由于尼龍溶體本身具有很好的流動(dòng)性，初步考慮采用側(cè)澆口的形式，從制件的最大壁厚邊緣處進(jìn)料。

2.4 成型零部件的設(shè)計(jì)和計(jì)算

2.4.1 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

凹模也可稱為型腔，用來(lái)形成制件的輪廓。本制件的整體結(jié)構(gòu)較小，只有3.97cm3，采用的一模兩腔的結(jié)構(gòu)，凹模在設(shè)計(jì)時(shí)采用整體嵌入式凹模。整體嵌入式凹模將尺寸結(jié)構(gòu)較小的整體式凹模采用H7/m6過(guò)度配合嵌入到凹模固定板中進(jìn)行使用。

嵌入式凹模有凸肩墊板法和深孔嵌入法兩種固定方法。本設(shè)計(jì)采用的是深孔嵌入式固定，凹模的外形為長(zhǎng)方形。凸模四周設(shè)計(jì)為裝配工藝圓角，便于銑削。

2.4.2 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

凸模和型芯都是成型制件的內(nèi)部零件，本設(shè)計(jì)如同凹模一樣采用的是嵌入式凸模，一定程度上減少的零件的加工難度，便于制造和熱處理。凸模鑲塊經(jīng)過(guò)單獨(dú)的加工制造，再被嵌入到凸模固定板中，嵌入方式依然采用H7/m6過(guò)渡配合將鑲塊固定在模具中，不會(huì)使模具產(chǎn)生拼接縫痕跡。

2.5 導(dǎo)向定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在本次的模具設(shè)計(jì)中，主要依靠導(dǎo)柱、導(dǎo)套發(fā)揮模具內(nèi)部零件的導(dǎo)向作用，定位銷釘保證具體零部件的定位。

導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要是利用導(dǎo)柱和導(dǎo)孔之間的間隙配合來(lái)發(fā)揮定位作用的。導(dǎo)柱的放置位置應(yīng)當(dāng)均勻地分布在模具分型面的四周，并且保證導(dǎo)柱到模具邊界有一定的距離，從而保證模具的強(qiáng)度。導(dǎo)柱一般采用等直徑不對(duì)稱布置或者不等直徑對(duì)稱布置，這樣設(shè)計(jì)保證了動(dòng)模定模能夠在一個(gè)方向上合模。