后蓋注塑模設(shè)計(jì)

陸濤

摘要：本文針對(duì)兒童玩具手機(jī)的后蓋設(shè)計(jì)了其注塑成型的注塑模具結(jié)構(gòu)。該制件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，存在矩形孔和圓形孔、倒扣，因此設(shè)計(jì)了圓形推桿和推管兩種推出機(jī)構(gòu)，以及用斜頂側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。采用一模兩腔的型腔布局形式，在XS-ZY-125的注射機(jī)上一次注塑成型。

關(guān)鍵詞：后蓋;注塑成型;注塑模設(shè)計(jì)

0 ?引言

注塑模具是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要工藝裝備，隨著塑料行業(yè)的發(fā)展，模具應(yīng)用廣泛，現(xiàn)代制造業(yè)中的產(chǎn)品構(gòu)件的成型加工，幾乎都需要使用模具來完成，模具產(chǎn)品將朝著更大型，更精密，更復(fù)雜及更經(jīng)濟(jì)快速方向發(fā)展;模具企業(yè)將朝著設(shè)備精良化，產(chǎn)品品牌化，管理信息化，經(jīng)營(yíng)國(guó)際化發(fā)展。

后蓋是一款兒童玩具手機(jī)的后蓋，其材料為聚丙烯（PP），其外表面質(zhì)量要求較高，防止劃傷使用者。而內(nèi)表面質(zhì)量要求較低，因此可以作為注塑成型的脫模推出表面。

1 ?后蓋的注塑成型工藝性分析

后蓋材料聚丙烯（PP塑料）的密度為0.9-0.91g/cm3，未著色時(shí)呈白色半透明，蠟狀，成型收縮率為1%～2.5%。與聚乙烯相比，質(zhì)量輕、透明度好、硬度高。

后蓋的結(jié)構(gòu)如圖1所示，其外形尺寸為85mm×55 mm×12mm，壁厚較均勻，均為2mm。內(nèi)壁有一倒扣，制件直壁轉(zhuǎn)角處采用了5mm的圓弧過渡，這樣不僅可以增加塑件的強(qiáng)度，而且可改善塑料在模具中的流動(dòng)性。該制件的未注公差精度為MT6。

2 ?成型方案設(shè)計(jì)

2.1 分型面設(shè)計(jì)

分型面是為了將已成型好的塑件從模具型腔內(nèi)取出或?yàn)榱藵M足安放嵌件及排氣等成型的需要。通過對(duì)圖1所示后蓋結(jié)構(gòu)的分析，選用該塑件最大截面的零下表面作為注塑成型的分型面，如圖2所示。這樣能夠保證熔體可以同時(shí)進(jìn)入型腔各部分，各部分流動(dòng)阻力均勻。

2.2 型腔布局設(shè)計(jì)

為了減小模具尺寸，使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使注塑成型過程中的材料流動(dòng)阻力均勻，易于抽芯，設(shè)計(jì)如圖2所示的一模兩腔的型腔布局形式。

2.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

塑件注塑成型的澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括澆口形式、主流道、分流道和冷料穴的設(shè)計(jì)。經(jīng)分析，該制件可采用側(cè)澆口的澆口形式，查參考文獻(xiàn)[5]，取澆口直徑為1mm，長(zhǎng)度為1mm;主流道設(shè)計(jì)成澆口套形式，其形狀為錐型，錐角為2°，進(jìn)口端直徑為4.5mm，長(zhǎng)度由裝配決定;分流道截面選用性能較好的圓形，其熱量損失較小，表面積小，阻力小。

3 ?注射機(jī)的選擇

利用UG三維軟件建立零件模型并且分析出制件的體積V1=12.5cm3，澆注系統(tǒng)的體積根據(jù)經(jīng)驗(yàn)應(yīng)取塑件體積的0.6倍，V2=2×V1×0.6=15cm3，所以一次成型所需要的熔料體積V=2×V1+V2=40cm3，所有一次成型所需要的熔料重量 m=Vρ=36.2g。

進(jìn)入模具型腔流體的壓力都很高，型腔內(nèi)部就要產(chǎn)生很高的壓力，使型腔沿著分型面向外脹開。本制件尺寸屬于中型零件，型腔內(nèi)的熔體壓力選擇為40MPa。在分型面上投影的面積為43.1cm2。本制件所需要的鎖模力為40MPa×43.1cm2×2≈345kN。

根據(jù)一次成型所需的最大注射量40cm3和注塑成型所需的鎖模力345kN，選用型號(hào)為XS-ZY-125的注射機(jī)，其額定注射量為125cm3，額定鎖模力為900kN，滿足制件注塑成型對(duì)注射量和鎖模力的要求。

4 ?后蓋注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4.1 成型零件設(shè)計(jì)

注塑模成型零件常見的結(jié)構(gòu)形式有整體式和鑲拼式兩種。與整體式結(jié)構(gòu)相比，在模具出現(xiàn)局部質(zhì)量問題是，維修和更換更方便且成本低。考慮到該制件結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，生產(chǎn)批量較大，成型零件（型芯和型腔）設(shè)計(jì)成鑲拼式結(jié)構(gòu)。

4.2 模架設(shè)計(jì)

由于采用側(cè)澆口，因此，選擇龍記大水口模架。

根據(jù)圖3所示的注塑成型工藝分析，考慮到模具的整體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度要求，查參考文獻(xiàn)[2]得，動(dòng)定模板的外形尺寸應(yīng)在模仁外形尺寸的基礎(chǔ)上兩邊各加上50mm的厚度。因此，后蓋注塑模動(dòng)模板與定模板的外形尺寸為：

長(zhǎng)度：L=30+55+30+55+30+100=290mm;寬度：W=30+85+30+100=245mm。

根據(jù)上述分析，考慮到注塑模零部件的標(biāo)準(zhǔn)化，最終選用規(guī)格為300mm×270mm的龍記大水口標(biāo)準(zhǔn)模架，其模架標(biāo)記：3027-CI-A70-B60-C80 LKM。

4.3 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

塑件內(nèi)部表面質(zhì)量要求不高，可采用推桿推出機(jī)構(gòu)，推出力均勻，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。因此在每個(gè)塑件的內(nèi)表面相應(yīng)位置設(shè)計(jì)了2個(gè)均勻分布直徑為6圓形推桿，雖然會(huì)在塑件內(nèi)表面留有一定的推出痕跡，但是不影響制件的使用，滿足制件對(duì)表面質(zhì)量的要求。

4.4 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

該制件內(nèi)側(cè)面有1個(gè)倒扣，經(jīng)分析采用斜頂抽芯機(jī)構(gòu)來完成塑件的成型。該制件壁厚為2mm，為保證抽芯的順利實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)其抽芯距5mm。其抽芯所需抽芯力F抽=AP（μcosα-sinα）=6472×12×（0.2cos0°-sin0°）=15533N。

經(jīng)上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析，后蓋注塑成型所需注塑模結(jié)構(gòu)如圖3所示。

5 ?結(jié)論

后蓋為矩形零件，其形狀基本對(duì)稱，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，材料性能良好，易于注塑成型。該制件可在XS-ZY-125的注射機(jī)上一次注塑成型。其注塑模結(jié)構(gòu)采用一模兩腔的布局形式，設(shè)計(jì)圓形推桿和推管兩種推出機(jī)構(gòu)，而對(duì)于側(cè)面的倒扣可采用斜頂側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)完成。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊永順.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

[2]齊曉杰.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

[3]任長(zhǎng)春.筆記本電腦屏幕熱流道注射模具設(shè)計(jì)[J].2012，26（9）：93-97.

[4]李洪達(dá)，賴華清.塑料模具設(shè)計(jì)與制造[M].北京：科學(xué)出版社，2016.

[5]吳宗澤.模具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2018.

[6]楊玉霞.PE螺帽注塑模設(shè)計(jì)[J].2019，27（28）：36-37.

[7]凌忠良.基于注塑模具的斜滑桿抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)[J].2011，25（11）：101-103.

[8]任長(zhǎng)春.筆記本電腦蓋板IMR注塑模設(shè)計(jì)[J].2019，33（1）：102-108.