打印機(jī)支架注塑模具設(shè)計(jì)

呂 力， 王云鋒

（1.江蘇電子信息職業(yè)學(xué)院， 江蘇 淮安 223003； 2.雁棲湖基礎(chǔ)制造技術(shù)研究院（北京）有限公司， 北京 101408）

0 引言

隨著社會(huì)技術(shù)的發(fā)展人們對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)的輕量化、底成本、高集成度等方面提出了更高的要求。 由于ABS 塑料具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和耐沖擊性， 尤其是剛性好、彎曲強(qiáng)度高等特點(diǎn)，廣泛用于電器產(chǎn)品。

1 打印機(jī)支架主要?dú)んw部分整體結(jié)構(gòu)

塑件外形最大尺寸約為：231mm×104mm×95mm。打印機(jī)支架塑件采用ABS 工程塑料，收縮率為0.5%。 為了滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求，在塑件上設(shè)置了加強(qiáng)筋，如圖1 所示。

圖1 塑件結(jié)構(gòu)

2 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 模具分型面設(shè)計(jì)

為了簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)， 以筋位的方向確定模具產(chǎn)品出模方向。 模具設(shè)計(jì)前，通過(guò)UG 軟件對(duì)塑件進(jìn)行分模驗(yàn)證分析，其面斜率分析結(jié)果如圖2（a）所示，壁厚分析結(jié)果如圖2（b）所示。 根據(jù)分析結(jié)果，對(duì)塑件進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，減少塑件注塑過(guò)程中的翹曲變形以及產(chǎn)品外觀缺陷[1]。

圖2 塑件分析

2.2 模具成型零件設(shè)計(jì)

模具成型零件一般由上模仁、下模仁、滑塊和其他成型零件組成， 塑件背面內(nèi)扣的筋位， 需要做斜頂才能出模，如圖3（a）所示。 塑件表面有異形孔和螺釘安裝孔，為了防止塑件粘前模，將結(jié)構(gòu)分到后模去。塑件側(cè)面的異形孔需要滑塊，因側(cè)面孔的出模方向不是水平，而是成向下52°方向是出模方向， 所以使用雙T 型槽斜滑塊結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)52°方向脫模，如圖3（b）所示。

圖3 塑件成型結(jié)構(gòu)示意

2.3 模具抽芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

滑塊安裝在下模， 與上下模仁配合形成塑件成型的型腔。一次注塑周期完成后，后模側(cè)在注塑機(jī)的動(dòng)模板帶動(dòng)下，模具后模向后運(yùn)動(dòng)，滑塊座在斜導(dǎo)柱撥動(dòng)的作用下向后移動(dòng)，滑塊在滑塊座的拖動(dòng)的作用下，沿著T 型槽方向向下移動(dòng)，完成抽芯動(dòng)作[2]，如圖4 所示。

圖4 滑塊工作原理

抽芯機(jī)構(gòu)退位行程的計(jì)算， 為了使成品倒勾退出H的距離， 滑塊需向下運(yùn)動(dòng)H1 距離，H1 大小β 與角度有關(guān)；為了使滑塊入子向下運(yùn)動(dòng)H1 距離，滑塊本體需向后運(yùn)動(dòng)一定的S1 距離，S1 大小與α 角有關(guān)。 再根據(jù)S1 去確定滑塊的退位行程S'，為了保證退位行程安全加上2～5mm，S'=S1+（2～5）mm，如圖5 所示。

圖5 滑塊行程示意圖

為了保證塑件順利脫模，滑塊退位行程H 取10mm，β 的角度為塑件的出模角度為52°，通過(guò)三角函數(shù)公式計(jì)算出H1 高度，如圖6（a）所示。為了減小S1 退位的行程T型槽α 角度取52°。 通過(guò)三角函數(shù)公式計(jì)算得到S1 的退位行程為8mm，如圖6（b）所示。 為了保證安全增加5mm安全距離，最后S'=S1+5 總退位行程為13mm。

圖6 滑塊行程計(jì)算示意圖

2.4 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本塑件需要大批量生產(chǎn)， 本套模具采用了熱流道轉(zhuǎn)冷流道的澆注系統(tǒng)。 熱流道與傳統(tǒng)冷流道進(jìn)澆方式比較起來(lái)，熱流道可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量、方便調(diào)整注塑成型條件及節(jié)省塑料和人工達(dá)到節(jié)能環(huán)保目的。 因塑件外觀不允許進(jìn)膠痕跡，同時(shí)為了滿足自動(dòng)化生產(chǎn)，塑件的進(jìn)膠方式采用了牛角澆口進(jìn)膠[3]。 如圖7 所示。

圖7 澆注系統(tǒng)示意圖

2.5 頂出系統(tǒng)設(shè)計(jì)

模具頂出系統(tǒng)是將塑件及澆注系統(tǒng)凝料，從模具中安全無(wú)損壞地頂出模具。 塑件脫模時(shí)不允許出現(xiàn)變形和斷裂缺陷。頂出的位置不但應(yīng)作用在包緊力大的地方，還應(yīng)作用在塑件剛性和強(qiáng)度大的地方。本模具的推出采用圓形推桿頂出。設(shè)置推桿時(shí)避開(kāi)冷卻水管，在塑件底面均勻布置，如圖8（a）所示。 因塑件底面有內(nèi)扣的筋位設(shè)計(jì)了斜頂桿， 斜頂完成塑件內(nèi)扣出模同時(shí)，也輔助了塑件的頂出，如圖8（b）所示。

圖8 頂出示意圖

3 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

模具采用冷卻循環(huán)水冷卻， 為了提高散熱效率上模采用直徑為8mm 雙層冷卻水路，如圖9（a）所示。下模、斜滑塊采用8mm 環(huán)形冷卻水路， 因塑件高度較高增加了冷水井冷卻，冷水井中間用隔水擋片隔升，冷卻水從一端進(jìn)入，受中間隔水擋片阻擋，先流向冷水井高處再由高向下流動(dòng)到水道另一端，再進(jìn)入下個(gè)冷卻水道，反復(fù)循環(huán)冷卻[4]，如圖9（b）所示。

圖9 冷卻系統(tǒng)示意

4 模具整體結(jié)構(gòu)圖和工作原理

模具在注塑后前后模分開(kāi)時(shí)， 滑塊在導(dǎo)柱的撥動(dòng)作用下運(yùn)動(dòng)，滑塊沿著滑塊座本體上的T 型槽滑動(dòng)，而上下模限制了滑塊入子必須沿著一定方向運(yùn)動(dòng) （側(cè)面孔脫模方向），從而脫出塑件的倒勾。模具開(kāi)模后，由頂出系統(tǒng)將塑件推出，完成整個(gè)模具一次注塑周期，如圖10 所示。

圖10 模具總裝示意

5 結(jié)論

根據(jù)打印機(jī)支架塑件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)， 設(shè)計(jì)了一種T 型槽斜滑塊兩板式注塑模具?；瑝K在滑塊座的拖動(dòng)的作用下，沿著T 型槽方向向下移動(dòng)完成抽芯動(dòng)作， 使塑件側(cè)面異性孔順利脫模。采用T 型槽斜滑塊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化了模具結(jié)構(gòu)，控制了模具尺寸。