注射塑制件模具設(shè)計

周樹義

本溪市機電工程學(xué)校，遼寧本溪 117022

模具制造對塑件進行模具設(shè)計之前的初步構(gòu)思，主要，是模仁的部分設(shè)計滿足塑件要求的設(shè)計。主要是成型的澆口、分型面，側(cè)抽芯的設(shè)計。

DFM順序：

1）澆口設(shè)計：應(yīng)用Pro/E-Plastic Advisor對塑件進行澆口位置及填充性分析，找出進膠位置。澆口設(shè)置于塑件外表面，需減少澆注痕跡，又需考慮模具自行拉斷流道廢料，采用點進膠；

2）分型面的選擇：塑件開模方向垂直向上，脫模斜度設(shè)置為1°，分型面選擇在塑件底面，利于脫模且不影響塑件外觀質(zhì)量，還可利用間隙與型芯、頂針、入子等間隙排氣。為方便加工提高精度，在塑件側(cè)面鉤槽使用入子成型，可使分型面為一平面；

3）抽芯機構(gòu)設(shè)計：采用斜導(dǎo)柱滑塊側(cè)向分型抽芯機構(gòu)，槽位用滑塊成型便于開模；

4）模仁部分的設(shè)計：（1）分型前準備設(shè)計過程第一步加載產(chǎn)品和對設(shè)計項目初始化。初始化過程中，自動產(chǎn)生模具裝配結(jié)構(gòu)，裝配結(jié)構(gòu)由構(gòu)成模具的標準元素組成。將塑件加載進去，設(shè)置工作坐標系，選擇材料及相應(yīng)的收縮率；（2）型腔布局根據(jù)經(jīng)驗值數(shù)據(jù)計算模仁的尺寸數(shù)據(jù)。從塑件的工藝分析得出塑件形狀復(fù)雜、尺寸小、精度高。為提高生產(chǎn)效率、降低成本、模具簡單、降低加工難度，所以應(yīng)用雙腔同模設(shè)計方案；（3）補孔分模過程就是做出一個面，然后用此面將模仁分割為型芯和型腔兩部分，但這樣的面要讓UG這個軟件識別出來，首先要把面上開放的孔和槽覆蓋起來，那些需要覆蓋的孔和槽就是需要 修補的地方，因此修補零件是分模以前需要完成的工作。修補包括實體修補和片體修補。在實際操作中，注意總結(jié)經(jīng)驗，靈活地運用各種方法，才能更好地完成設(shè)計工作。塑件上一共有15個孔和槽是必須要修補的，側(cè)面的鉤槽是為了簡化分型線而去修補的，不補也是可以分型的。在不斷學(xué)習(xí)軟件和嘗試各種修補方法的過程中，經(jīng)過許多次失敗和經(jīng)驗的累積，做出了兩種可以成功分模的方案。從而完成所有成型零件的設(shè)計。

5）初選注塑機根據(jù)塑料制品的體積或質(zhì)量等參數(shù)來確定的，選擇注塑機之前要對型腔內(nèi)塑料的體積和質(zhì)量進行估算。

6）型腔內(nèi)部冷卻和排氣流道設(shè)計：（1）主流道設(shè)計是根據(jù)注塑機參數(shù)噴嘴前端孔徑φ核對數(shù)據(jù)；根據(jù)模具主流道與噴嘴R=SR+（1～2）mm及P=d+（0.5～1）mm，取主流道球面半徑R,小端直徑P，為了便于將凝料拔出，設(shè)置主流道脫模斜度為1°；（2）分流道設(shè)計：主分流道的截面形狀采用梯形，因為其加工較容易，且熱量損失與壓 力損失均不大，需開設(shè)在 A 板頂面。次分流道的截面形狀采用圓形，因為其比表面積（流道表面積和體積的比）最小，在溫度較高的塑料熔體和溫度相對較低的模具之間提供較小的接觸面積，溫度下降少，阻力亦小，流道的效率最高。次分流道的起始位置與主分流道末端 留有一段距離，這樣可以利用主分流道末端存儲冷料；（3）澆口設(shè)計：澆口類型采用前面DFM提到的點澆口，其直徑取為d長度L。

7）注塑抽芯結(jié)構(gòu)：擬將塑模型芯從塑制件成型位置抽移到遠離塑制件脫模處計算出抽芯距，抽芯距是滑塊及型芯的運動數(shù)據(jù)。實際生產(chǎn)中，抽芯距=塑制件側(cè)面內(nèi)孔尺寸+安全數(shù)值，塑制件側(cè)面內(nèi)孔尺寸為測試中最高數(shù)值。注塑模具傾斜導(dǎo)向柱角度數(shù)值影響塑制件遭受的的曲向應(yīng)力與產(chǎn)生品后的拔出力度，并影響到傾斜導(dǎo)向柱的數(shù)值、抽芯距和開模行程。確定斜導(dǎo)柱直徑塑件在模具中冷卻定型由于體積收縮將型芯或凸模抱緊，塑件在脫模時須克服抱緊力及抽芯機構(gòu)產(chǎn)生的摩擦力、抽拔力F。塑件在硬化時單位時間釋放的熱量為Q。冷卻水的體積流量可根據(jù)公式計算。模具每分鐘所需得冷卻水體積流量較大，需設(shè)置冷卻水道系統(tǒng)。根據(jù)經(jīng)驗原則計算出本套模具冷卻水孔中心線與型腔壁的距離，使塑件冷卻效果達到較佳，盡量使水孔離塑件都保持最小左右，采用三條冷卻水道成環(huán)形包圍塑件。

8）推出形式應(yīng)用最快速、通用的推出裝置進行推出。加工標準件形式的推出頂針和標準件形式孔按國家標準使用、加工。推出件設(shè)計位置保持平衡，在塑料模具槽孔凹陷與凸起處安置更多的推出機構(gòu)。頂針推出塑料制件時，繼續(xù)反向退至起始原點，繼而循環(huán)往復(fù)加工。注射塑件模具反向返程推桿附著長形彈簧，其半徑遠高過注塑模具框架返程桿件半徑。加長柔性彈簧壓制到模具制件墊板底面，保證長形彈簧恢復(fù)后為原位。

注射塑件模具開模生產(chǎn)流程：首先把塑件模具澆注部分與凝結(jié)材料采取主動分離。生產(chǎn)開始后注塑模具保持原有分型面，主動模板與定模板按生產(chǎn)流程分開產(chǎn)出塑料制件，固定座板和分割凝料兩部分對應(yīng)的模具分型面分開抽離出澆注部位的凝膠原料。采用金屬纖維工件、纖維扣進行模具分離。模具分離，第一從注塑模具固定板件處與剝離件的隔隙進行剝離，應(yīng)用位于模具固定板的限位工件。

CAD/CAE/CAM工程輔助設(shè)計軟件在塑料注射模設(shè)計制造廣泛應(yīng)用，UG NX8.0憑借超前強大和日益不斷完善的工程設(shè)計功能及前衛(wèi)設(shè)計理念幫助工程模具設(shè)計人員快速掌握塑料注塑模具設(shè)計軟件及應(yīng)用、 準確地完成注射塑料模具設(shè)計工作，比照原手工設(shè)計及制作模具縮短注塑模設(shè)計周期百分之七十時間、提高注塑模設(shè)計制造質(zhì)量成倍增長、增加成品合格率、降低模具表面缺陷，工程軟件輔助設(shè)計既靈活適應(yīng)市場要求的模具性狀又滿足了各大中小企業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級目的，并且比照模具行業(yè)原生產(chǎn)高耗能、高浪費的原狀有質(zhì)的飛躍，注射塑制件模具設(shè)計領(lǐng)域在工程軟件輔助設(shè)計新技術(shù)的應(yīng)用與不斷創(chuàng)新下迅速發(fā)展，為日益增長剛性需求量的模具行業(yè)給予堅定支持。

[1]史鐵梁.模具設(shè)計指導(dǎo)[M].機械工業(yè)出版社.

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[3]章飛，陳國平.型腔模具設(shè)計與制造[M].化學(xué)工業(yè)出版社.

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