廚衛處理機殼體注塑模具設計

毛金明，馬 野

(浙江紡織服裝職業技術學院 浙江 寧波 315211)

0 引言

隨著國民經濟與生活水平現代化的迅猛發展，大眾對家用電器提出愈來愈多的要求。目前，電器結構與工作原理不斷地改進，功能也更加多樣化。由于塑料輕，絕緣性好，導熱性低，成型性、著色性好和加工成本低等特點，塑料在電器外殼上得到了廣泛的應用。

1 塑件結構與工藝分析

電器處理機主要殼體部分整體結構如圖1所示。

圖1 殼體塑件

塑件外形最大尺寸約為： 317 mm×262 mm×193 mm。殼體材料采用工程塑料ABS，收縮率為0.5%。ABS具有良好的抗沖擊性、硬度強度、韌性等力學性能。塑件上設置了很多加強筋，以滿足結構強度要求。除了常規的側孔和加強筋外，其最大的結構特點是有一面高度較大的安裝面，用于安裝處理機控制電器元件。

2 模具結構設計

2.1 模具分型面設計

塑件分模前，通過UG軟件進行塑料的分模驗證。UG工具中的斜率分析與模具部件驗證中的檢查壁厚工具可以根據顏色檢查出分型面的位置以及對直身面進行拔模處理和壁厚情況分析，如圖2所示。

圖2(a)中，不同顏色代表塑件中斜率不同的位置。分型面的位置應選在塑件脫模方向最大外形輪廓處，即通過該方向上塑件的最大截面處。根據塑件結構，開模方向的塑件分型面設置在顏色分界的最大輪廓A-A處，如圖3(a)所示。同時由于直身面較大，且由壁厚分析尺寸得知厚度稍薄，如果采用拔模處理來避免開模拉傷塑件，可能會削弱塑件強度。因此沿垂直方向采用滑塊側向抽芯，垂直分型面設置在B-B處，如圖3(b)所示。同時分型面的設置，應盡量不破壞塑件的外觀表面，同時應便于排氣和澆注系統的布置，特別是澆口位置的設置。[1]

(a) 面斜率分析

(b) 壁厚分析圖2 塑件分析

(a) A-A分型位置

(b) B-B分型位置圖3 塑件分型示意

2.2 模具成型零件設計

根據分型面分析，模具成型零件一般由前模、后模、成型滑塊和其他成型零件(如斜頂和成型推桿、塊等)組成。塑件直身面有上下圓形和方形的側孔、螺釘安裝柱和底孔，整個側面孔需要抽芯，但抽芯距離不大。由于整個直身面的面積較大，且成型零件高度較高，所以采用前模斜滑塊成型結構。前模斜滑塊成型一般在前模側，成型面積在滑塊上較大，尤其是滑塊在前模側很高，且抽芯距離小情況下使用。前模斜滑塊占用模具面積較小，開模后斜滑塊抽芯機構均處于前模，不影響塑件從后模脫模，利于實現全自動注塑。塑件另外一側通孔滑塊側面抽芯面積較小，采用普通滑塊和斜導柱配合成型，如圖4所示。[2-3]

(a) 成型零件

(b) 側抽芯零件圖4 塑件成型結構示意

2.3 模具抽芯結構設計

對于抽芯機構的設計和動作要求，在塑件成型的時候，能夠準確地復位組成塑件成型空腔；在塑件頂出時候，滑塊成型零件必須能夠移動到安全位置，避免頂出時候干涉塑件的頂出。

由圖4可知： 前模和斜滑塊安裝在A板上；后模和小滑塊安裝B板上；斜導柱安裝在A板上。整個成型零件在模具定模A板和動模B板作用下合模。注塑完成后，模具在注塑機的帶動下，動模向后運動，斜滑塊在圖5壓縮彈簧的作用下從前模A板中彈出滑塊，斜滑塊同時側向移動，完成抽芯動作。小滑塊在斜導柱的作用下也利用開模動作完成抽芯。塑件注塑完成后，由于鎖模力作用，斜滑塊必須第一步采用安裝在動模上的限制塊拉動斜滑塊底部拉釘隨著動模向后運動，避免粘前模而導致塑件損壞。斜滑塊脫離塑件后，限位塊不再限制拉釘，斜滑塊與動模分開。同時該塑件肋板表面在成型中表面面積較大，與滑塊的粘模力在抽芯時候會帶動該面隨著斜滑塊向后運動，導致塑件變形，甚至損壞塑件，所以斜滑塊上設置了側向彈性推桿機構，如圖5所示。在斜滑塊向后抽芯的運動瞬間，安裝在斜滑塊上的擋板仍然受定模A板直面作用，擋板上的推桿推著塑件分離斜滑塊，避免粘住斜滑塊，防止塑件變形，保證塑件質量。[4]

(a) 斜滑塊結構

(b) 拉釘結構圖5 抽芯結構示意

2.4 澆注系統設計

塑件頂部有圓形孔，對于此類塑件，一般使用多點均衡式側澆口進行澆注，該塑件使用3個側澆口注塑成型。模具主流道直接通過前模。前模和型芯各加工半圓槽組成圓柱形分流道。側澆口加工在前模上，便于成型后去除澆口凝料，如圖6所示。

(a) 前模流道

(b) 后模流道圖6 前后模澆注系統示意

2.5 推出系統設計

模具推出系統將成型塑件及澆注系統凝料從模具中安全無損壞地推離模具。塑件脫模時不能變形和斷裂。推力點不但應作用在包緊力大的地方，還應作用在塑件剛性和強度大的地方。如圖7所示： 本模具的推出采用圓形推桿、推管、底部成型內凹斜頂和大方形推桿組合推出。圓形推桿避開冷卻水管，塑件底面均勻布置；推管主要用來將塑件沿安裝圓柱孔推出。斜頂主要是塑件底部有一處內凹，斜頂既可以頂出，又能成型塑件內扣。由于塑件中間有大型芯，包緊力相對較大，所以中間圓柱型芯周圍設置了4個方形推桿。推桿頂部可以根據不同要求加工出產品logo，而且便于快換。

圖7 推出機構示意

3 模具冷卻系統

模具采用冷卻循環水冷卻，前模、斜滑塊和后模深水冷卻采用直徑為20 mm的冷卻水道。在裝配時，水道中間用隔水擋片隔開，冷卻水從一端進入，受中間隔水擋片阻擋，先流向冷卻水道另一端，再循環回來進入下個冷卻水道，反復循環冷卻，如圖8所示。

(a) 前模和斜滑塊冷卻系統

(b) 后模冷卻系統圖8 冷卻系統示意

4 模具整體結構圖和工作原理

整個模具在完成注塑后，后模在注塑機的作用下向后運動，把塑件從前模拉出。同時，前模斜滑塊在拉釘和彈簧的作用下，斜滑塊向后運動，同時側向移動，在側向輔助推桿作用下，斜滑塊安全脫離塑件。塑件隨著后模向后運動完成整個模具脫出型腔動作。模具打開后，在圓柱推桿、斜頂、推管和方形頂桿作用下，平穩地推出塑件，完成整個模具成型周期，如圖9所示。

1—推管；2—模腳；3—方推桿；4—冷卻水道；5—塑件；6—前模；7—滑塊；8—斜導柱；9—斜頂；10—斜滑塊；11—彈簧；12—斜導柱；13—擋板；14—彈簧；15—推桿圖9 模具總裝示意

5 結語

針對處理機塑件結構特點，設計并使用了一種前模斜滑塊機構兩板模具。模具設計了2個分型，分別是前后模具打開和斜滑塊在前模彈簧作用下打開。根據塑件肋板外壁特征及成型和脫模需要，在斜滑塊上設計了拉釘和側向推出結構，避免了塑件粘前模和斜滑塊而導致塑件變形和損壞的可能。整體模具采用前模斜滑塊機構，完成了塑件的注塑成型和頂出，模具整體尺寸小，同時有效地簡化了模具結構。