電器外殼注射成型工藝分析及模具設計

曾　妍，閆大鵬（.吉林機電工程學校，吉林　吉林　30；　.吉林小糸東光車燈有限公司，吉林　吉林　303）

工業技術

電器外殼注射成型工藝分析及模具設計

曾妍1，閆大鵬2
（1.吉林機電工程學校，吉林吉林132101；2.吉林小糸東光車燈有限公司，吉林吉林132013）

近幾年工業產品和日用產品塑料化的趨勢不斷上升，直接推動了塑料模具行業的快速發展。塑料模具作為塑料零部件的重要支撐裝備，結構形式多種多樣。本文闡述了電器外殼塑料件的模具設計過程，通過該設計過程介紹了殼類零件注塑模具設計的基本知識。

塑料模具；結構設計；澆注系統

1　塑件分析

該塑件最大尺寸為長97mm，寬為48mm，高為86.5mm，塑件的形狀比較復雜，為殼類零件，左右兩側有14個矩形的孔，材料為ABS，外表面光滑。

2　模具設計方案

通過分析，結合經濟性和制件的精度要求，可設計為一模兩腔的形式。模具為兩板模具，采用單分型面，塑件下表面為分型面。澆口設置為扇形澆口，從塑件的側面底部進澆，并且在側滑塊上設有排氣槽，這樣能保證塑件外表面的質量達到標準。模具上需要添加側抽機構，采用復位桿復位，加裝復位彈簧幫助模具復位，頂出時用頂出桿。在型芯上開冷料穴，方便自動化生產。模具的冷卻裝置為上下模板上開的環形水路，冷卻效果較好。

圖1　模具設計圖

3　設計要點

3.1成型部件結構設計

3.1.1成型部件的結構設計

成型零部件是決定塑件幾何形和尺寸的零件。它是模具的主要部分。由于塑料成型的特殊性，塑料成型零件的設計與冷沖模的凸、凹模設計有所不同。凹模亦稱型腔，是成型塑件外表面的主要零件，凸模亦稱型芯，是成型塑件內表面的零件。凸、凹模結構不同主要可分為整體式和組合式兩種形式。考慮到模具鋼的價格比較昂貴，模具的型腔還是采用一模兩腔的設計，所以采用整體嵌入式的凸、凹模結構，它能能保證加工的精度要求，并且能減少熱處理后的變形量和在容易受損壞的部分修理更加方便。

3.1.2成型部件的工作尺寸計算

塑件外表面的徑向基本尺寸Ls=91mm，塑件內表面的徑向基本尺寸ls=88mm，塑件凸起部分高度基本尺寸Hs=86.4mm，塑件孔或凹槽深度基本尺寸hs=84.9mm。按照MT5級（B類）公差計算，查GB/T 14486-93，公差△=1.2mm，ABS塑件平均收縮率=0.5%，模具成型制造誤差 δz=△/3=0.4mm。

（1）型腔徑向尺寸計算：

（2）型芯徑向尺寸計算：

（3）型腔深度尺寸計算：

（4）型芯高度尺寸計算

3.2澆注系統的設計

（1）主流道設計。為便于流道凝料從主流道襯套中拔出，主流道設計成圓錐形，錐角=4°，粗糙度Ra≤0.63，與噴嘴對接處設計成半球形凹坑，主流道球面半徑SR=噴嘴圓弧半徑+（2～3）=12+3=15mm。主流道要求耐高溫和摩擦，設計成可拆卸襯套以便選用優質材料單獨加工和熱處理。襯套大端高出定模端面5～10mm，與注射機定模板的定位孔成間隙配合，起定位作用。（2）分流道及澆口的設計。分流道須滿足良好的壓力傳遞，保持理想填充狀態，使塑料熔體盡快地經分流道均衡分配到各個型腔。由于圓形截面分流道需開設在分型面兩側，在制造過程中需上下模板兩部分，比較復雜，因此采用平衡式半圓形分流道。分流道長度據經驗擬定L=22mm，分澆道尺寸半圓形截面取半徑為4mm。澆口是澆注系統的關鍵部分，根據塑件特征，外觀表面質量要求較高，而且制件較大，因此選擇采用扇形澆口澆注。

3.3側抽機構設計

塑件兩側有14個矩形方槽，且方槽所處位置垂直于開合模方向，塑件不能直接由推桿推出脫模，所以模具需要設計可側向移動的活動型芯，以便在塑件脫模之前先將側向成型零件抽出，然后再把塑件從模內推出。其形式是側向分型抽芯。該工件需要側抽部件較多，側抽機構為組合式，其缺點是強度和剛度不好，但是對于抽芯部位可單獨進行熱處理等加工強化。行位側抽距離應以抽芯完全抽出產品之外，且距離產品有2～3mm的安全距離，確保抽芯不干涉產品的脫模。

3.4推出機構的設計

膠件脫模是注射成型過程中最后一個環節，脫模質量好壞將最后決定膠件的質量；當模具打開時，膠件須留在具有脫模機構的半模（常在動模）上，利用脫模機構脫出膠件。為使膠件不致因脫模產生變形，避免推件過程中對零件造成破壞，零件外觀要求等原因，本設計采用的是8個頂桿推出。

3.5排氣系統的設計

生產過程中，型腔內的氣體或者塑料在成型過程中產生的低分子揮發氣體如果不能被排除干凈，塑件就會形成氣泡、凹陷、表面輪廓不清晰等缺陷，因此設計模具時必須考慮型腔的排氣問題。在本設計中，頂桿排布的很均勻，數量也很多，并且設置了排氣槽，因此采用配合間隙排氣及排氣槽就可以完成排氣，使塑件能順利生產出來。

3.6溫度調節系統結構設計

注射模具的溫度對塑料熔體的充模流動、固化定型、生產效率、塑件的形狀和尺寸精度都有重要的影響。注射模具中設溫度調節系統的目的，是通過控制模具溫度，使注射模具有良好的產品質量和較高的生產力。本設計采用的是循環式冷卻水路。

［1］戴枝榮，張遠明.工程材料［J］.高等教育出版社，2006.

［2］鄧明.實用模具設計簡明手冊［J］.機械工業出版社，2006.

［3］屈華昌.塑料成型工藝與模具設計［J］.高等教育出版社，2006.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.10.001