導(dǎo)向環(huán)注射模具設(shè)計(jì)

郭 勝，劉良瑞

(黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電工程系，湖北 黃岡 438002)

導(dǎo)向環(huán)注射模具設(shè)計(jì)

郭 勝，劉良瑞

(黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電工程系，湖北 黃岡 438002)

分析導(dǎo)向環(huán)注塑件的結(jié)構(gòu)及工藝特點(diǎn),介紹導(dǎo)向環(huán)注射模具的結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程.通過(guò)對(duì)兩種澆口形式的比較,選擇效果較好的內(nèi)側(cè)潛伏式澆口為該模具的最終設(shè)計(jì)方案,并詳細(xì)介紹了設(shè)計(jì)思路,總結(jié)了雙分型面注射模的設(shè)計(jì)要點(diǎn).該模具的成功設(shè)計(jì)和使用表明,雙分型面內(nèi)側(cè)潛伏式澆口注射模具適合于表面質(zhì)量和尺寸精度要求較高、多型腔、大批量生產(chǎn)的較小零件的要求.

導(dǎo)向環(huán)；內(nèi)側(cè)潛伏式澆口；雙分型面；薄壁；推料板

Abstract:The paper introduces and analyses the structure and process feature of injection mold of guide ring. By comparison of two forms of the gate, internal submarine gate is chosen in the final design. The paper introduces the design in detail and summarizes the design of injection mold with double parting. The successful design and application of the mold indicates that it meets the demand of mass production of small parts with multi-cavity and high precision of surface quality and size.

Key words:guide ring; internal submarine gate; double parting; thin wall; pusher plate

1 導(dǎo)向環(huán)制品的規(guī)格

圖1所示的零件為導(dǎo)向環(huán)，材料為尼龍66(PA66).其結(jié)構(gòu)形狀為一個(gè)帶有開(kāi)口的環(huán)，制品的壁厚為1±0.05 mm，高度為3.4孔內(nèi)上下均有高度為0.3+0.01mm 的30°倒角，圖中未注圓角為R0.2±0.1 mm.要求制品無(wú)飛邊毛刺，制品外表面光滑無(wú)缺陷(不能在外表面開(kāi)澆口)，質(zhì)量要求較高.并且要求在XS-ZY125注射機(jī)上使用，模具采用1模4腔.

圖1 導(dǎo)向環(huán)制品

2 模具方案確定及設(shè)計(jì)

該模具設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于對(duì)制品的外表面質(zhì)量要求較高，即使是頂料的痕跡也不能留在上面.為了保證制品的質(zhì)量，在模具設(shè)計(jì)時(shí)，一方面應(yīng)將該制品設(shè)計(jì)成封閉的環(huán)，然后將其裁剪成開(kāi)口的環(huán);另一方面，頂出機(jī)構(gòu)只能設(shè)計(jì)為整體頂出機(jī)構(gòu).通常情況下，模具設(shè)計(jì)時(shí)，首先考慮模具的分型面的選擇，澆口位置以及澆口形式，然后設(shè)計(jì)其他結(jié)構(gòu).其設(shè)計(jì)方案有兩種，見(jiàn)圖2.

圖2 設(shè)計(jì)方案

方案一如圖2(a)所示.模具的分型面為制品高度的中線，澆口位置設(shè)在制品的外分型面上，澆口形式為側(cè)澆口.其優(yōu)點(diǎn)是模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便;缺點(diǎn)是表面有熔接痕和合模痕跡，去澆口時(shí)也會(huì)留下痕跡[1]，破壞了制品的表面質(zhì)量，不能達(dá)到“制品外表面光滑無(wú)缺陷”的要求，因此，不能采用.

方案二如圖2(b)所示.澆口形式采用內(nèi)側(cè)潛伏式澆口，模具的分型面可設(shè)置在制品表面的倒角處.其優(yōu)點(diǎn)是制品外表面質(zhì)量有保障，但模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造難度較大.

為了保證制品的質(zhì)量，決定采用如圖2(b)所示的方案二設(shè)計(jì)和制造該制品的模具.

2.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)方案二的設(shè)計(jì)思路，為了減小潛伏式澆道的長(zhǎng)度，該模具有必要設(shè)計(jì)成雙分型面，如圖3中Ⅰ、Ⅱ所示.注射時(shí)，熔融塑料從主流道2流向主分流道1，主分流道與各型腔分流道3之間用點(diǎn)澆口相連接，最后由內(nèi)側(cè)潛伏式澆口射向型腔成型.

該模具型腔的排位情況如4所示.型腔布置與澆口開(kāi)設(shè)部位應(yīng)力求對(duì)稱，以防止模具承受偏載而影響塑件質(zhì)量[2].由于制品臂厚較薄，故將澆口設(shè)計(jì)為多澆口，呈中心對(duì)稱排列.

2.2 模具結(jié)構(gòu)

為了滿足上述澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，模具設(shè)計(jì)為雙分型面注射模.與單分型面注射模相比，在動(dòng)模板和定模板之間增加了一個(gè)可移動(dòng)的中間板(如圖5模具結(jié)構(gòu)中10所示)，所以又稱三板式注射模.

由于制品的壁較薄，不便于設(shè)計(jì)推料桿，如果設(shè)計(jì)成桿式推料機(jī)構(gòu)，那么就會(huì)在制品上留下痕跡，制品的質(zhì)量就得不到保障，因此在脫模形式上，決定采用型腔整體頂出，在動(dòng)模上安裝推料板8，由推桿15將其推出.

圖3 澆注系統(tǒng)

圖4 型腔排位圖

為了便于將主澆道的凝料推出，主澆道處的拉料桿拉料部分設(shè)計(jì)成球頭形式，如圖6所示;而分澆道處拉料桿5，拉料設(shè)計(jì)為“Z”字形[3-4]，開(kāi)模時(shí)由推板2將拉料桿5和凝料一起推出.

圖5 模具結(jié)構(gòu)

2.3 模具工作過(guò)程

經(jīng)注射保壓及冷卻完畢后，開(kāi)始開(kāi)模，由于拉料桿5和12的作用，使中間板10首先沿著第一分型面Ⅰ 定距分型，澆注系統(tǒng)凝料與注射機(jī)上的噴嘴分開(kāi)，其分型距離由定距拉桿6控制，以便取出中間板與定模底座之間的澆注系統(tǒng)凝料.繼續(xù)開(kāi)模時(shí)，沿第二分型面Ⅱ分型，制品與凝料隨動(dòng)模一起運(yùn)動(dòng)，最后在注射機(jī)推出機(jī)構(gòu)的作用下，推桿15推動(dòng)推料板8將制品推離型芯;同樣在注射機(jī)推出機(jī)構(gòu)的作用下，推料桿4將內(nèi)側(cè)潛伏式澆口處的澆注系統(tǒng)凝料推出，即可從中間板與推料板取出制品和澆注系統(tǒng)凝料.

2.4 模具材料選用

注塑材料尼龍66具有很高的機(jī)械強(qiáng)度，軟化點(diǎn)高，型芯用料按要求選用P20并滲氮處理.考慮到中間板10和推料板8不斷地經(jīng)受推拉，決定選用不變形油鋼DF-2并進(jìn)行淬硬處理，要求硬度為58±2 HRC.

2.5 模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

① 模具為雙分型面結(jié)構(gòu)，1模4腔，平行對(duì)稱布置.② 澆注系統(tǒng)采用內(nèi)側(cè)潛伏式澆口，這種澆口靠頂出時(shí)的剪切力作用，使塑件與澆注系統(tǒng)凝料分離.這種澆口注射壓力損失大，澆口加工較困難.③ 制品的頂出采取推料板整體頂出，不會(huì)在制品上留下痕跡.④ 主澆道處的拉料桿采用球頭型，將主澆道凝料拉出，中間板與定模底座也同時(shí)分開(kāi)，省去了同類型模具結(jié)構(gòu)中推開(kāi)中間板用的彈簧，使模具機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單化.

圖6 拉料形式

3 結(jié) 論

采用內(nèi)側(cè)潛伏式澆口設(shè)計(jì)的導(dǎo)向環(huán)注射模具，經(jīng)過(guò)實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證，該模具結(jié)構(gòu)合理，運(yùn)作可靠，完全能夠滿足制品的質(zhì)量要求，適合批量生產(chǎn).該模具的成功設(shè)計(jì)，重點(diǎn)在于發(fā)揮了內(nèi)側(cè)潛伏式澆口和推料板整體頂出各自的優(yōu)點(diǎn)，從而保證了薄壁零件的質(zhì)量.

[1] 宋玉恒. 塑料注射模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)[M]. 北京:航空工業(yè)出版社,1998:38-51.

[2] 夏江梅. 塑料成型模具與設(shè)備[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005:136-174.

[3] 屈華昌. 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)[M]. 北京:高等教育出版社,2001:174-200.

[4] 馮炳堯,韓泰榮,殷振海,等. 模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)[M]. 上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,1997:323-339.

(責(zé)任編輯: 李 華)

Injection Mold Design of Guide Ring

GUO Sheng, LIU Liang-rui
(Department of Mechanical and Electronic Engineering，Huanggang Polytechnic College，Huanggang 438002，China)

TG241;TQ320.662

A

1008-5475(2011)01-0047-03

2010-12-11;

2011-01-01

郭 勝(1968-),男,湖南長(zhǎng)沙人,工程師,主要從事模具設(shè)計(jì)和制造教學(xué)研究.