VF170塑料水管接頭注塑模設計

鄭棋雨

摘 要：本文通過塑件的結構工藝剖析來設計斜滑塊的側向分型與抽芯部分、動模的整體設計分型面、澆注系統的設計、成型零件的設計、頂出機構的設計、冷卻系統的設計、模具的加工制造與塑料模具的工作進程。

關鍵詞：楔緊塊（有導向作用）；動模成型；側向分型

中圖分類號：TQ320.52 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）24-0077-03

近年來，塑料制品的迅速發展，由于其自身的一系列優勢，在工業生產中得到了廣泛的應用。因為塑料的密度較小，化學穩定性高，另外塑料的減振性能和隔音性能很好，很多塑料又有透光性能和絕熱性能以及防水、防透氣和防輻射等特殊性能，于是塑料已成為各行各業不可缺少的一種材料。塑料以其優越性已取代了許多鋼材制品。模具是塑料成型的重要裝備，從日常塑料制品用品的設計對我們深入了解模具設計與制造具有更大的意義。

1 塑件結構工藝分析

VF170塑料水管接頭圖1所示，它表面粗糙度一般，因為其能實現使用性即可對外觀沒什么要求，PVC一般精度取IT5級，其壁厚均勻。

（1）該塑件為管型零件，外形尺寸較大，外側面有螺紋，底面有環形凹坑，內壁每個面都用圓弧過渡。（2）塑件對其使用性有要求所以壁厚較厚為2.5mm。（3）材料是硬聚氯乙烯，因為它具有更好的拉伸、彎曲、壓縮、抗沖擊和選擇。（4）PVC模具型腔有坡度35-40°和模芯30-50°。因此，模芯的脫模角為30°。

2 模具結構設計

2.1 分型面的設計

分型面的設計圖2所示，（1）分型面應為塑件最大塑性部分，塑件最大外形的頂部外形，以便對分型面進行設計。（2）分型面的選擇應保證塑件的精度要求及滿足塑件的外觀質量要求，所以塑件的內型用上下兩芯子對叉，內分型面選在沒有圓弧過渡的直壁上。

2.2 澆注系統的設計

該塑件為管形零件澆口選輪幅式澆口，這類澆口的優點是耗料比環行澆口少得多，且去除澆口簡便，分流道的詳細布置如圖3所示[1]。

2.2.1 主流道設計

主流道通常設計在模具的澆口套中，而澆口套可直接采辦的，主流道垂直于分型面便可。

2.2.2 分流道及進澆口的設計

綜合考慮到輪幅式澆口進料會產生熔接痕所以分流道及進澆口不宜過多及塑件體積大小（進料的多少）選分流道及進澆口數為3，具體流道及進澆口布置如圖3所示。分流道的作用是改變熔體流向，使其以平穩的流態均衡地分配到個型腔，所以應盡量減少流動過程中的熱量損失與壓力損失。經常使用的分流道有圓形、梯形、U形、半圓形及矩形；在這里采取圓形分流道，優點是因為它的表面積最小，在溫度較高的塑料熔體和溫度相對于較低的模具之間提供較小的接觸面積，以減小熱量損失。分流道的表面粗糙度Ra取1.6。這里采取限制性澆口，它的優點是經過截面積的突然變小，使分流道送來的塑料熔體產生突變的速流加多，抬高剪切速率，降低粘度，使其成為理想的活動狀況，從而迅速均衡地充滿型腔。

2.3 側向分型與抽芯機構的設計

考慮到塑件下半部是成型外螺紋且螺紋外徑較大及螺紋的順利脫模，選用斜滑塊側向分型與抽芯機構[2]。

2.3.1 側向抽芯導向機構的設計（楔緊塊）

在塑件的上端有環形凹坑需成型，塑件的脫模便成了一定的問題，所以在選擇斜滑塊導向機構時就要注意了，斜滑塊就不能用導滑槽導向。順其自然的就會想到用斜導柱導向，但由于左右兩斜滑塊體積較大且兩滑塊需靠破，靠破的力也是要相當大的，這里就不得去考慮斜導柱的承載能力了（可能斜導柱會折斷或彎曲）。

綜合考慮選用楔緊塊上加工出有斜度的T型塊和斜滑塊中加工出有斜度的T型槽導滑，楔緊塊即有導向又有楔緊的作用，而且是斜滑塊側向分型抽芯平穩、安全，楔緊塊是具體尺寸可從圖紙中得到，三維圖如圖4所示：

2.3.2 抽芯距離的設計

塑件外螺紋半徑為R內螺紋的半徑r，所以可得抽芯d==12.4mm。

考慮到實際情況抽芯距離必須大于12.4mm，實際抽芯距離L=S/sina=16mm（楔緊角度取20°）。

2.4 成型零件設計

2.4.1 結構設計

塑件的外形由動模、定模及斜滑塊來成型。塑件的內形采用兩芯子對插，端面靠破來成型，這樣結構相對簡單，模具加工方便，互換性強，可減少大量制造與維修成本，具體結構如圖5所示：

2.4.2 成型尺寸的設計

PVC的平均收縮率為0.8%，這里沒必要將所有的成型尺寸計算出來，可直接用PRO/E分模在收縮率中設計收縮率為0.8%所有的成型尺寸即可得到。

2.4.3 動、定模的設計

塑件的擺放可知定模主要是成型塑件環形凸臺，而動模除了要成型塑件環形凸臺外還要考慮到給成型塑件螺紋的斜滑塊讓位及導滑槽的加工，動、定模具體尺寸可從圖紙上得到，三維外形如圖6所示。

2.4.4 動模、定模型芯的設計

動模、定模型芯是用來成型塑件內形的，動模、定模型芯的端面是要靠破的，所以在設計型芯的高度時是要特別注意的.同時在動模、定模型芯的端面還要開設分流道，進澆口是開設在動模型芯上的。動模、定模型芯具體尺寸可從圖紙上得到，三維外形如圖7所示。

2.4.5 斜滑塊的設計

塑件的螺紋是用斜滑塊來成型的，兩斜滑塊接觸端是要靠破的，在設計時考慮整個接觸面是需靠破及考慮到配模是的難度，所以在兩斜滑塊接觸端可割出個階梯減小配模的難度及對漏料也有一定的防止作用。斜滑塊具體尺寸可從圖紙上得到，三維外形如圖8所示。

2.5 頂出機構的設計

由于設置推桿的自由度較大，而且推桿截面大部分為圓形，制造方便、維修方便，容易達到推桿與模板或型芯上推桿孔的配合精度，推桿推出時運動阻力小，退出動作靈活靠得住，推桿損壞后也便于替換。在這副模具中，由于塑件的壁厚較厚，同時塑件的下端面沒有什么精度要求，在塑件的下端面設計推桿可行且加工與維修方便，所以在下端面設計12根直徑為2的推桿，若在注塑成型后時間推不出時，修模也方便，只需在端面多加工幾根推桿即可。

2.6 冷卻系統的設計

PVC的模具溫度為30℃-60℃小于模具臨界溫度80℃，所以需要冷卻且用水冷即可。設置冷卻效果良好的冷卻水回路的模具是縮短成型周期，提高生產效率最有效的方法。假如不能實現均一的快速冷卻，則會使塑件里面產生應力而導使產品變形或開裂，所以應根據塑件的外形、壁厚及塑料的種類設計與制造出能實現均一、高效的冷卻回路。

這副模具的塑件是由動模、定模、兩斜滑塊、動模型芯及定模型芯倆成型的，考慮到冷卻水路的加工方便及模具結構的簡單化，在動模和固定模上設置了直流循環水路，大部分塑料件都包裹在動力模型的核心，所以板式水路的開孔模型為核心。若在生產過程中發現冷卻系統不能達到欲想的冷卻效果，可在兩斜滑塊中各開設一個直流循環水路或在定模型芯上開設個閣板式水路。

3 模具的工作過程

如圖9所示，模具的工作過程首先合模后從澆口澆注熔融塑料進入型腔，待塑料冷卻后動、定模板3、5分開，在楔緊塊4的側向導向作用下，斜滑塊22側向分型及抽芯，同時澆注系統脫離定模。而后動模走到底推板9動作退出推桿12，推桿12將塑件推出，取出塑件即可。

參考文獻

[1]屈華昌.塑料成型工藝與模具設計[M].北京：高等教育出版社，2001.

[2]黃毅宏.模具制造工藝[M].北京：機械工業出版社，1999.endprint