通用型盆型型腔注塑模設(shè)計與開發(fā)

周樹義

本溪市機電工程學(xué)校大峪校區(qū)，遼寧本溪 117022

據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計：我國應(yīng)用最多為塑料橡膠模具，其次才是沖壓模具。從行業(yè)調(diào)研得出我國模具外貿(mào)行業(yè)進出口逆差在不斷縮減，塑料模具在市場中提升迅速，發(fā)展速度遠(yuǎn)高于模具行業(yè)總體水平。但由于國內(nèi)模具生產(chǎn)業(yè)參差不齊，造成模具行業(yè)混亂，需要亟待解決模具行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計及標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)和需要加大模具設(shè)計和生產(chǎn)的創(chuàng)新能力，實現(xiàn)數(shù)控加工設(shè)備、模具制造全自動加工，積極應(yīng)用先進制模技術(shù)和先進加工設(shè)備，積極向海外學(xué)習(xí)。綜上所訴顯示模具行業(yè)前景看好、特別是塑件注射模具設(shè)計行業(yè)發(fā)展迅速提高。

塑件注射模具是用來成型具有一定形狀和尺寸的各種塑件制品的重要工藝設(shè)備，優(yōu)點：生產(chǎn)率超高、質(zhì)量好、無切削、節(jié)能減排、成本低，通用型盆型塑件模具設(shè)計應(yīng)用更為廣泛。塑料以合成高分子聚合物為主要成分，在一定溫度壓力下具有流動可塑性，能夠變形流動，塑造成為制成品后，在一定條件下保持形狀尺寸不變，滿足使用性。塑料制成品需滿足四條件：塑料原料、成型機械、成型工藝、模具。模具結(jié)構(gòu)要求為環(huán)形冷料，倒錐脫模時禁止側(cè)向移動。根據(jù)通用型盆型腔注塑模設(shè)計任務(wù)目標(biāo)收集整理有關(guān)制件設(shè)計、成型工藝、成型設(shè)備、機械加工及特殊加工資料，備于設(shè)計制造過程中使用。首先，需要分析通用型盆型模具的工藝性、尺寸精度。即制件外形、色澤、透明程度、使用性能四方面的具體要求，塑件內(nèi)部結(jié)構(gòu)、有無嵌件，成型缺陷的最大限度，有無鉆孔、膠接、電鍍、涂裝需加工。審核成型公差低于制件公差要求，決定是否可生產(chǎn)出合格塑料制件，選擇最高精度尺寸精確分析。最后還需要分析塑化和成型參數(shù)。其次，審核模具結(jié)構(gòu)類型、材料類型、成型方法、加工設(shè)備是否合乎實際制造流程，塑件成型材料應(yīng)有良好的強度、良好的流動性、均勻性與導(dǎo)向統(tǒng)一性，可電鍍金屬外涂層、滿足涂裝需求，具有良好的塑性與彈性、透明性，可以膠接或焊接。注射成型設(shè)備需要規(guī)范注射容量、注射壓力、模具安裝尺寸、頂出裝置及尺寸、鎖模壓力、注射噴嘴孔徑、注射噴嘴球面徑、澆口套定位圈尺寸、注射模具max厚度、注射模具min厚度、注射模具模板具體行程，預(yù)估注射模具外形數(shù)據(jù)，判定模具是否配套注射機安裝于注射。最后制定具體方案，確定為注射模具的精確數(shù)據(jù)。

影響模具制造具體因素比較復(fù)雜。根據(jù)塑料制件結(jié)構(gòu)要求、尺寸要求、批量數(shù)目、模具制造難易程度先確定型腔的數(shù)目和位置排列，確定好型腔布置；分型面確定的位置要便于模具加工、排氣、脫模和具體操作與最后出模的塑件表面光滑程度；設(shè)計高速高效的主澆道、分澆道、及澆口位置形狀大小與排氣系統(tǒng)；選擇快速的頂出方式，側(cè)凹處理和抽芯方式；精確定位冷卻、加熱位置和冷卻、加熱器件的安裝；根據(jù)模具材料及需求強度確定模具壁厚及尺寸和全部連接、定位、導(dǎo)向件，決定結(jié)構(gòu)件結(jié)構(gòu)和成型件，根據(jù)各位置需求強度計算出成型件的工作尺寸。按國家標(biāo)準(zhǔn)進行模具圖繪制，設(shè)計工藝流程，完善模注射模具總裝圖。

模具總裝圖組成：模具成型部分結(jié)構(gòu)、澆注排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、分型面分模取件方式、模具外部結(jié)構(gòu)及所有連接件定位與導(dǎo)向件的位置、型腔高度尺寸和模具外表總體數(shù)據(jù)、取模及校正工具、零件工藝流程編號、標(biāo)注技術(shù)要求和使用說明。技術(shù)要求：對頂出系統(tǒng)、滑塊抽芯結(jié)構(gòu)給出具體性能要求；對模具裝配后分型面的貼合面貼合間隙小雨0.05mm的上下平行面的精度要求；對裝配決定的尺寸要求；模具安裝拆卸的方法；模具防氧化油封處理要求；模具實驗要求。依托總裝圖順序先內(nèi)后外、先繁后簡、先成型后結(jié)構(gòu)進行繪制，繪制過程按比例放大縮小，合理選擇視圖；標(biāo)注統(tǒng)一規(guī)格，順序按先標(biāo)注零件尺寸和出模斜度，然后標(biāo)注配合和全部尺寸，最后標(biāo)注非主要零件的配合尺寸和全部尺寸。表面粗糙度標(biāo)注于圖紙右上角，其它粗糙度在對應(yīng)各自零件表面按具體位置標(biāo)注。最后對上述工藝進行校對送曬。

進行注射模具工藝成型。通用型盆型型腔注射模，試進行塑件成型工藝和模具設(shè)計，選擇加工方法與工藝。塑件材質(zhì)為熱塑性增強型PE，該材料具有高剛度、耐高熱、絕緣和防水性，成型率高、吸水率低、熔融后流體性好、成型極佳，但收縮率高，易產(chǎn)生形變縮孔與凹痕，成型方向明顯、凝固度迅速易產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力。所以過程中需高度控制溫度，而且澆注與冷卻速度均不宜過快。通用盆型零件為圓錐型，需設(shè)置側(cè)向分型抽芯機構(gòu)，上口高度為18mm凸耳，凸耳內(nèi)部為凹形，外部為圓環(huán)，帶15mm×9mm凸臺。該零件尺寸主要尺寸精度為3級，次要尺寸精度為4、5級，該零件尺寸精度為中上級精度，模具加工零件尺寸得到有效保證。模具壁厚max2.4mm、min0.95mm，加工制件表面沒有凹痕、毛刺和導(dǎo)電介質(zhì)，由上述工藝過程可得注射時符合上述規(guī)程可獲得良好的成型零件。

選用注射劑確定型腔數(shù)目，首先計算塑料制件體積V，然后計算其質(zhì)量，根據(jù)設(shè)計手冊可查熱塑性增強型PE密度，既得塑料制件質(zhì)量W=VG,進而確定注射劑型號。選擇好熱塑性增強型PE成型溫度和注射壓力，在試模過程中根據(jù)實際情況進行調(diào)試。選擇好分型面、模具型腔數(shù)目和確定型腔的排列方式與冷卻水道布局及澆口具體位置、模具工作結(jié)構(gòu)、側(cè)向分型設(shè)計、抽芯機構(gòu)設(shè)計、推出機構(gòu)設(shè)計。

注射成型工藝過程需要進行對熱塑性增強型PE外面檢驗、預(yù)熱干燥、注射劑料筒清洗、嵌入件預(yù)熱和脫模劑的挑選及對模具預(yù)熱。注射過程包括加PE料、塑化制劑、充模、保壓、倒流及冷卻與脫模步驟。塑料件后處理需進行退火及調(diào)濕。

[1]趙偉閣模具設(shè)計[M].西安電子科技大學(xué)出版社.

[2]周開勤機械零件手冊[M].高等教育出版社.

[3]閻亞林塑料成型工藝及模具設(shè)計[M].成都電子機械高等專科學(xué)校.