偏心排位注塑模具設(shè)計(jì)

摘 要：根據(jù)視窗產(chǎn)品的需求方案，選用了匹配的注塑成型技術(shù)，著重從脫模系統(tǒng)、支撐結(jié)構(gòu)等方面巧妙解決了注塑中心與模具幾何中心偏離的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了注塑模具設(shè)計(jì)方案的順利實(shí)施。

關(guān)鍵詞：偏心排位;注塑模具;PC塑料;支撐結(jié)構(gòu)

中圖分類號(hào)：TP368.3;TQ320.52??????? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.09.006

1 產(chǎn)品的工藝分析

視窗產(chǎn)品需要完全透明，有一定的強(qiáng)度和韌性要求，而且表面要沒(méi)有明顯的成型痕跡，尤其是正面板不能有任何瑕疵，產(chǎn)品需求10 000件，批量不太大?；谝陨锨闆r的考慮，采用注塑成型工藝，成型效率高，生產(chǎn)成本較低，而且產(chǎn)品表面質(zhì)量好;采用PC（聚碳酸酯）塑料，透明度達(dá)到90%，剛硬而有韌性，具有高抗沖擊性，高度的尺寸穩(wěn)定性和范圍很寬的熔融溫度，完全可以保證產(chǎn)品的批量化生產(chǎn)。

2 模具設(shè)計(jì)

注塑成型工藝的順利完成，需要配套的模具、塑料、工藝和成型設(shè)備，其中模具的設(shè)計(jì)與制造是非常重要的因素，視窗產(chǎn)品的模具設(shè)計(jì)過(guò)程和要點(diǎn)主要如下：

2.1 模具排位

視窗產(chǎn)品為扁平的淺殼體類零件，壁厚2 mm，基本均勻，總體尺寸186 mm×186 mm×7.5 mm，在產(chǎn)品背面有6個(gè)外徑7 mm、內(nèi)徑3.5 mm的柱形孔，產(chǎn)品的工程圖如圖1所示。根據(jù)產(chǎn)品的批量需求少和注塑成型生產(chǎn)效率高的特點(diǎn)，綜合模具的制造成本，把模具型腔布局為一模一腔，具體如圖2所示。單型腔注塑模具的進(jìn)澆形式一般為點(diǎn)澆口或者直澆口，但是對(duì)于表面質(zhì)量要求嚴(yán)格、透明的視窗產(chǎn)品，都不適用。基于以上兩個(gè)主要問(wèn)題，進(jìn)澆的形式定為扁平的側(cè)澆口，會(huì)導(dǎo)致注塑中心和模架幾何中心不重合的情況，對(duì)于這種情況造成的問(wèn)題，可以通過(guò)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和優(yōu)化來(lái)處理、克服，以保證設(shè)計(jì)方案的順利實(shí)施。

2.2 澆注系統(tǒng)

根據(jù)一模一腔的模具型腔布局，以及產(chǎn)品透明和表面質(zhì)量高的要求，視窗注塑模具選用側(cè)澆口的方式，主流道襯套選用外徑10 mm、總長(zhǎng)50 mm的標(biāo)準(zhǔn)件，分流道采用半圓形截面、直徑8 mm、長(zhǎng)度14 mm的形式，澆口采用扁平的矩形結(jié)構(gòu)，尺寸為1.2 mm×2.4 mm×0.8 mm（長(zhǎng)×寬×高）。

2.3 脫模系統(tǒng)

視窗產(chǎn)品是全透明的產(chǎn)品，根據(jù)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，要使用推板結(jié)構(gòu)的脫模結(jié)構(gòu)，造成模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本升高的后果;為了降低模具的造價(jià)，本方案采用傳統(tǒng)頂針的推出形式，頂針的位置設(shè)定在產(chǎn)品邊緣處，以降低頂針在產(chǎn)品表面留下的痕跡，具體位置如圖2所示。由于一模一腔的模具型腔布局，再加上側(cè)澆口進(jìn)澆的形式，使得模具幾何中心與注塑中心不重合，會(huì)導(dǎo)致頂針整體布局與脫出機(jī)構(gòu)幾何中心的偏移。為此，特提出以下兩點(diǎn)要求：（1）注塑機(jī)頂出形式采用雙頂桿頂出，以保證推板整體的受力平衡;（2）脫模機(jī)構(gòu)與動(dòng)模部分要有導(dǎo)柱、導(dǎo)套的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，以保證頂出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)順暢、平衡，具體如圖2所示。

2.4 支撐結(jié)構(gòu)

對(duì)于本設(shè)計(jì)方案模具幾何中心與注塑中心偏置的問(wèn)題，在注射過(guò)程當(dāng)中，

注射壓力分布不均，主要集中在產(chǎn)品側(cè)方，所以要設(shè)計(jì)支撐結(jié)構(gòu)，以保證動(dòng)模板有足夠的強(qiáng)度來(lái)抵抗變形，一般有兩種方法：（1）動(dòng)模板和動(dòng)模座板之間增加合適數(shù)量和直徑的支撐柱;（2）在動(dòng)模板與支撐塊之間增加一塊厚度合適的墊板。為方便制造和裝配，本方案選用第二種增加墊板的方式，具體如圖2所示。根據(jù)如下經(jīng)驗(yàn)公式的計(jì)算，墊板材質(zhì)為45#鋼，厚度取為35 mm。同時(shí)，把成型柱子孔的成型零件做成鑲件，方便加工和修模，也節(jié)省了材料，墊板結(jié)構(gòu)也保證了鑲件的順利。

PS≤[τ]A

式中：P為所需最大注射壓力（單位MPa）;S為產(chǎn)品在開(kāi)模方向上的投影面積（單位mm2）;[τ]為45#鋼的許有剪切應(yīng)力（單位MPa）;A為墊板在開(kāi)模方向上的剪切面積（單位mm2）。

2.5 模具總裝圖

根據(jù)產(chǎn)品的外形尺寸、型腔布局的特點(diǎn)，選用龍記標(biāo)準(zhǔn)模架，規(guī)格為3045，但是把動(dòng)、定模板的位置進(jìn)行了變換，具體情況如圖2所示。動(dòng)、定模板成型部分，在形狀精度保證的條件下，使用鏡面拋光的加工方式，能夠保證視窗產(chǎn)品正反面表面質(zhì)量，避免了加工刀紋的成型瑕疵。冷卻水道采用8 mm的水孔，中心距30 mm?；谝陨蠙C(jī)構(gòu)和結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)，模具能夠順利的開(kāi)合，并且在脫模機(jī)構(gòu)導(dǎo)柱、導(dǎo)套的配合下，頂出機(jī)構(gòu)能夠順利的頂出產(chǎn)品，在復(fù)位桿的作用下也能夠運(yùn)動(dòng)自如，不存在作用力不均勻的情況。經(jīng)實(shí)際應(yīng)用，目前模具結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，生產(chǎn)的視窗產(chǎn)品平整、不變形，且表面質(zhì)量光滑、透明度高，沒(méi)有明顯的表面瑕疵，保證了產(chǎn)品的正常生產(chǎn)。

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基金項(xiàng)目：河南省重點(diǎn)研發(fā)與推廣專項(xiàng)（科技攻關(guān)）202102210072

作者簡(jiǎn)介：李偉（1984-），河南商丘人，講師，研究方向：智能制造領(lǐng)域。