投影儀側(cè)蓋熱流道注塑模具設(shè)計(jì)

孫洪良

（江蘇悅達(dá)專用車有限公司，江蘇鹽城224007）

0 引言

投影儀作為一種可將視頻或圖像投射至幕布上的設(shè)備，正向著安全性更高、形狀更小巧便攜、性價(jià)比更高的趨勢發(fā)展。針對形狀小巧便捷和低成本這兩方面要求來講，注塑模具能很好地解決問題。本文關(guān)于投影儀側(cè)蓋的熱流道注塑模模具設(shè)計(jì)，是通過設(shè)計(jì)模具，更便捷地生產(chǎn)出美觀的側(cè)蓋，并盡量降低成本，使工廠獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益。

1 產(chǎn)品分析

該注塑件為投影儀側(cè)蓋，產(chǎn)品的外形體積不大，為外觀件，對于表面精度要求高，需要表面處理。為大批量生產(chǎn)注塑件，尺寸精度根據(jù)要求取為MT3。本塑件的材料選為ABS，ABS材料具有較好的流動性，在很大的溫度區(qū)間內(nèi)能保持其自身的穩(wěn)定性，能滿足客戶對于產(chǎn)品外觀多樣性的要求，因此ABS非常適用于辦公機(jī)器的制造。塑件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 投影儀側(cè)蓋

2 分型面的選擇

投影儀側(cè)蓋整體為長方形塑件，分型面的選取較為簡單，遵循最大輪廓處的要求進(jìn)行選取即可。在NX中運(yùn)用Mold Wizard模塊中的分型面設(shè)計(jì)命令來進(jìn)行分型面設(shè)計(jì)。從產(chǎn)品側(cè)面能更直觀地看出分型面所在的位置，具體的分型面位置展示如圖2所示。

3 型腔排列及模仁尺寸

通常情況下，在一定的條件下增加型腔的數(shù)目，可以有效提高生產(chǎn)效率，但是型腔數(shù)量一旦增加，塑件的尺寸精度就會隨之降低，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)得出降低程度在4%左右。具體的計(jì)算公式為：

式中：n為型腔的個數(shù)；δ為塑件的尺寸公差；ΔS為注塑成型時的尺寸誤差百分比。

圖2 產(chǎn)品的分型面位置

查閱產(chǎn)品的生產(chǎn)要求可知，塑件精度需要保持在MT3，根據(jù)MT3精度要求的數(shù)值計(jì)算可知，得到結(jié)果的值為1.94，取值接近2。因此，確定型腔的數(shù)目為2，即為一模兩腔的生產(chǎn)方式。

模仁尺寸除由塑件本身的尺寸決定外，還需將一模兩腔的布局模式考慮進(jìn)去。本次設(shè)計(jì)中使用查表法來確定模仁尺寸，如圖3所示。

圖3 模仁尺寸

由圖3可知，模仁的長度為塑件長度加上兩邊余量，寬度為塑件寬度加上兩邊余量，高度為塑件本身高度加上H1和H2的值。已知塑件的外形尺寸為180 mm×35 mm×12 mm，H1和H2的值查表可知，因此取值H1=H2=30 mm。通過計(jì)算得出模仁的長為230 mm，寬為95 mm，厚為80 mm。

在NX的Mold Wizard模塊中，首先輸入工件尺寸，即上述模仁尺寸，再通過使用型腔布局命令來完成一模兩腔的型腔布局，得到的結(jié)果如圖4所示。

4 熱流道澆注系統(tǒng)

本產(chǎn)品根據(jù)一模兩腔的布局方式，需要使用多點(diǎn)式熱流道系統(tǒng)，再綜合型腔布局及產(chǎn)品本身來考慮，采用內(nèi)加熱方式及開放式熱流道噴嘴。使用內(nèi)部加熱的光滑流道，能一定程度上避免澆口拉絲現(xiàn)象的發(fā)生，在流道中熔融塑料的流動阻力小，流動時不易產(chǎn)生分岔，能有效進(jìn)行工作，所以選擇開放式噴嘴。

圖4 型腔布局

在NX中，使用建模命令和裝配來完成熱流道組件的建模設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)中使用的熱流道系統(tǒng)如圖5所示。

圖5 熱流道組件

5 澆口結(jié)構(gòu)

澆口是熔融塑料通過流道進(jìn)入型腔的位置，澆口位置的正確選擇可以避免生產(chǎn)中遇到產(chǎn)品收縮不均勻、產(chǎn)品外觀不美觀等實(shí)際問題，還可以在一定程度上促進(jìn)生產(chǎn)效率的提高。

在NX中，通過使用澆口位置選擇器這個命令來幫助分析澆口位置。如圖6所示，紅色部分是最為合適的澆口位置。再根據(jù)選擇澆口位置的原則來綜合考慮，確定使用多澆口方案。

圖6 分析結(jié)果

然后是澆口形式的選擇。因?yàn)閮?nèi)加熱方式的使用和需要避開產(chǎn)品本身的外觀區(qū)域，本次設(shè)計(jì)需要使用間接澆口。因?yàn)樵O(shè)計(jì)采用間接澆口，為了保證填充物在冷流道能保持湍流狀態(tài)，需要添加加熱裝置來保證精確控溫。另外，在分流道中，為避開塑件的外觀區(qū)域，需在塑件內(nèi)壁進(jìn)行注塑，因而分流道的澆口采用潛伏式澆口。

在NX/Mold Wizard中使用設(shè)計(jì)流道命令，從標(biāo)準(zhǔn)庫中調(diào)用合適的流道，并修改參數(shù)，進(jìn)行添加，再用定位命令進(jìn)行精確定位，將其移動到確切的位置。最后的結(jié)果如圖7所示。

圖7 澆口

6 模流分析

在NX的Mold Wizard模塊中，快速填充功能可以為模具提供模流分析，實(shí)現(xiàn)塑料流動進(jìn)入型腔狀態(tài)的仿真，通過查看分析結(jié)果來幫助設(shè)計(jì)者糾正問題，完善設(shè)計(jì)。首先確定澆口位置，并簡化模型，如圖8所示。

圖8 模流分析部件

然后選定熱流道作為流道類型，設(shè)置熔融塑料的進(jìn)入口作為進(jìn)澆處開始分析，驗(yàn)證模流的可行性。分析結(jié)束后，查看并展示分析結(jié)果，如圖9所示。

圖9 模流分析結(jié)果

由圖9可知，趨向于藍(lán)色部分的是熔融塑料到達(dá)較慢的地方，趨向于紅色部分的是熔融塑料最快到達(dá)的地方。通過時間顯示，結(jié)合示意圖的展示來看，熔融塑料能在短時間內(nèi)迅速填充進(jìn)入型腔，設(shè)計(jì)合理。

7 結(jié)語

針對塑件注射成型提高生產(chǎn)效率的需要，本文介紹了一副一模兩腔熱流道注塑模具的設(shè)計(jì)。模架選用大水口系統(tǒng)的二模架，成型脫模采用斜導(dǎo)柱和滑塊相對運(yùn)動來實(shí)施塑件的最終頂出脫模。本產(chǎn)品在內(nèi)表面存在多個倒扣機(jī)構(gòu)，因而需要設(shè)計(jì)斜頂桿機(jī)構(gòu)，以便制品頂出。采用內(nèi)加熱方式及開放式熱流道噴嘴對延長流道實(shí)施加熱，內(nèi)加熱系統(tǒng)成本低，且適用于長周期的生產(chǎn)。