過濾網(wǎng)注塑模具設(shè)計流程

陳國奇，汪 洋

（遼寧軌道交通職業(yè)學(xué)院，遼寧 沈陽 110023）

0 引 言

塑料制品在工業(yè)、醫(yī)藥、電器、運輸、包裝等行業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛，是行業(yè)中發(fā)展迅速的材料之一。塑料的廣泛應(yīng)用得益于其自身的特性，首先，塑料的密度小，質(zhì)量輕。二是塑料的強度高，可以在很大范圍內(nèi)滿足設(shè)計要求，它具有絕緣性好、化學(xué)穩(wěn)定性高、耐振動和耐磨等優(yōu)點，這使得塑料零件在電器設(shè)備、家具等行業(yè)中廣泛應(yīng)用。注射成型模具的設(shè)計是模具行業(yè)的重要組成部分，而塑料模具可以形成結(jié)構(gòu)復(fù)雜、表面要求高的塑件，這使得塑料成型在模具生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。第三是降溫、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計非常重要，塑料材料只有經(jīng)過冷卻和固化才能防止變形[1]。

1 過濾網(wǎng)設(shè)計

1.1 過濾網(wǎng)材料的選用

由于塑料材料的種類繁多，在設(shè)計中如何選擇材料是一個很重要的環(huán)節(jié)。材料選擇是根據(jù)材料性能、收縮系數(shù)、功能、環(huán)保等級以及在加工中能符合圖紙所要求的目的來選擇[2]，通過各種材料的對比，ABS 塑料適合本次過濾網(wǎng)的使用要求。

1.2 塑料的性能

圖1 為過濾網(wǎng)塑件二維圖，由于ABS 塑料是一種綜合性能十分良好的材料，無毒、無味、抗沖擊強度高、變形小，因此材料選擇ABS 塑料，它有利于注射成型，是運用廣泛的一種塑料[3]。

圖1 過濾網(wǎng)塑件二維圖

1.3 材料的分析

塑料件的強度要求很高。ABS 塑料成型精度較高，流動性好。為了避免開模，上腔由6 個滑塊組成，下腔由2 個滑塊組成。當(dāng)模具開啟時，上滑塊彈簧拉伸結(jié)構(gòu)，滑塊由斜柱帶動向兩側(cè)分開，完成模具開啟過程。

1.4 分型面選擇

由定模和動模閉合時模具所連接的部位為分型面。分型面選擇應(yīng)遵循的原則為:(1)要充分保證塑料零件的質(zhì)量。(2)為了提高生產(chǎn)效率，在選擇分型面時應(yīng)便于模具成型，保持塑件不變形。

根據(jù)過濾網(wǎng)的形狀，此次模具設(shè)計采用多分型面工藝，它有利于過濾網(wǎng)塑件的取出，并使用普通的澆口形式。分型面位于多個滑塊和桿之間，這有利于塑料部件的美觀?？梢允鼓＞呓Y(jié)構(gòu)更簡單，分割更簡單可靠[4]。

2 澆注系統(tǒng)設(shè)計

注塑模澆注系統(tǒng)的設(shè)計是模具設(shè)計中必不可少的步驟。它是從噴嘴到流入模腔的通道，由主流道、分流道、冷料穴和澆口四部分組成。由于塑料濾網(wǎng)零件不需要非常高的外觀，因此注塑模具可以采用普通澆注系統(tǒng)。

3 模具、模架的選擇

由于塑料注塑框架在模具行業(yè)里基本上達到了標(biāo)準(zhǔn)化，通常設(shè)計中可以根據(jù)過濾網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和尺寸進行選擇即可。該模具采用模腔結(jié)構(gòu)，由上、下8個滑塊組成，根據(jù)過濾網(wǎng)及型腔尺寸要求，選擇標(biāo)準(zhǔn)模架。

4 模具抽芯設(shè)計

由于過濾網(wǎng)的塑件形狀特殊，因此要通過滑塊機構(gòu)來完成取出零件操作，考慮到生產(chǎn)效率和產(chǎn)品穩(wěn)定性，本次設(shè)計選用自動抽拔機構(gòu)。

4.1 抽拔機構(gòu)類型的選擇

本次設(shè)計的抽拔機構(gòu)的組成原件包括滑塊、導(dǎo)軌、斜導(dǎo)柱、彈簧、拉鉤、限位塊和楔緊塊，本次設(shè)計中的制件為塑料過濾網(wǎng)。因為過濾網(wǎng)的側(cè)壁有許多濾孔，還有凹凸等筋位，將導(dǎo)致開模后塑件無法取出，所以本次設(shè)計定模采用多滑塊自動鉤，動模用對稱分布的兩滑塊形成模具型腔。開模后，模具固定滑塊在彈簧和牽引器的驅(qū)動下向各個方向滑出。然后滑塊在斜導(dǎo)柱的作用下向兩邊滑動，滑塊的分型面設(shè)置在塑件中心線處。

4.2 滑塊的設(shè)計

本次設(shè)計中，模具的型腔由上下多個滑塊組成，開模和合模時，多個滑塊由彈簧、斜導(dǎo)柱的帶動完成組合和分開，為了使導(dǎo)軌配合更穩(wěn)定，所以上滑塊應(yīng)開設(shè)導(dǎo)向槽。為了使彈簧動作靈活，上滑塊開設(shè)彈簧孔與定位柱。下滑塊應(yīng)開設(shè)與斜導(dǎo)柱配合的斜向通孔，孔的直徑應(yīng)該比斜導(dǎo)柱直徑大1～2 mm?；瑝K的兩邊開設(shè)與壓條配合的導(dǎo)滑槽。

4.3 開模后滑塊滑動距離的確定

為了開模后能順利取出塑件，開模時滑塊滑動的距離必須大于所要求成型塑件寬度的5～10 mm，方便塑件取出滑塊。定?；瑝K只要滑出所需的距離即可，由限位塊限位。

5 冷卻系統(tǒng)

過濾網(wǎng)在注塑過程中，會產(chǎn)生較高的溫度，溫度的變化直接影響過濾網(wǎng)質(zhì)量，溫度升高會使過濾網(wǎng)零件收縮率變大，導(dǎo)致變形，出現(xiàn)飛邊等現(xiàn)象。但溫度也不能過低，當(dāng)溫度過低時材料的流動性會降低，導(dǎo)致零件成型和強度不能夠達標(biāo)，因此在設(shè)計冷卻系統(tǒng)時，溫度控制要合理，既不能高也不能低，要符合零件的要求（圖2）。

圖2 冷卻系統(tǒng)

在過濾網(wǎng)模具設(shè)計中，滑塊、模架可以用Φ8 mm的水道直接冷卻，但是模芯用水道冷卻困難，我們采用水井冷卻，加隔水片方法冷卻。

6 推出結(jié)構(gòu)的設(shè)計

在模具脫模時，要保證過濾網(wǎng)的安全取出，避免過濾網(wǎng)出現(xiàn)變形、粘模等現(xiàn)象，脫模機構(gòu)在模具中尤為重要，可以參照以下原則（圖3）：

圖3 頂出機構(gòu)

（1）保證過濾網(wǎng)零件在脫模時正常取出。（2）脫模機構(gòu)在工作過程中要穩(wěn)定、靈活、位置準(zhǔn)確，要有足夠的強度頂出過濾網(wǎng)。（3）要減少人工取件，必須使脫模后的塑件與機械手動作保持相同。（4）在脫模完成后需要設(shè)置一個復(fù)位機構(gòu)，在合模時復(fù)位到初始位置。

脫模機構(gòu)正確的選擇，既要滿足結(jié)構(gòu)的特點，還要保證其功能?？紤]到（過濾網(wǎng)）塑件的實際需求，能夠有效滿足塑件實際需求和經(jīng)濟效益。普通頂桿式機構(gòu)的頂桿與零件接觸面積較小，會使受力過于集中，從而導(dǎo)致零件變形、發(fā)白、損壞等，因此頂桿式機構(gòu)不利于阻力較大的零件。為了使頂出力量均布分散，設(shè)計本產(chǎn)品時采用頂套脫模機構(gòu)。

頂套頂出機構(gòu)設(shè)計要點：(1) 一般情況下頂套優(yōu)先設(shè)在過濾網(wǎng)邊緣、拐角、側(cè)壁等脫模阻力較大的部位。（2）為了滿足推套的強度和平行要求，推桿和推套一定要固定。（3）布置頂套、推桿要避免與冷卻水道干涉。（4）推套的設(shè)置有利于模架氣體排放。

7 結(jié) 語

以上針對過濾網(wǎng)模具設(shè)計為重點，介紹了過濾網(wǎng)注塑模具成型工藝的設(shè)計分析，并提出了相應(yīng)的設(shè)計方法，將成型零件的結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、推出機構(gòu)以及冷卻系統(tǒng)等各個部件進行了合理化的設(shè)計。然后進行模具的生產(chǎn)加工，此次模具過濾網(wǎng)設(shè)計簡化以前的復(fù)雜思維，減少了復(fù)雜曲面加工，顯著提高生產(chǎn)效率。