電池蓋側(cè)滑塊注塑模的設(shè)計(jì)

肖新華,肖 杰

(湖北理工學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院，湖北 黃石 435003)

電池蓋側(cè)滑塊注塑模的設(shè)計(jì)

肖新華,肖 杰

(湖北理工學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院，湖北 黃石 435003)

塑料電池蓋的分型過(guò)程需要側(cè)向抽芯，其對(duì)模具的設(shè)計(jì)要求較高，相應(yīng)的成型工藝相對(duì)復(fù)雜。針對(duì)該問(wèn)題，通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)的方法，采用Pro/E軟件的EMX模塊進(jìn)行模具設(shè)計(jì)和分型過(guò)程模擬，并對(duì)模具結(jié)構(gòu)和成型工藝進(jìn)行了優(yōu)化。設(shè)計(jì)一種帶有1模1腔、潛伏澆口和側(cè)滑塊抽芯機(jī)構(gòu)的三板式模具，獲得了最優(yōu)模具結(jié)構(gòu)，優(yōu)化了成型工藝，為同類型模具產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和實(shí)際生產(chǎn)提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。

Pro/E-EMX;注塑模;結(jié)構(gòu)組成;滑塊抽芯

1 塑件工藝性分析

電池蓋立體圖如圖1所示。該塑件為小殼體，外形尺寸為160 mm×90 mm×12 mm，壁厚均勻，平均壁厚為2 mm，外部要求光滑、美觀、無(wú)氣孔、無(wú)縮水等。但塑件的外形結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，兩側(cè)有凹槽和圓凸臺(tái)。由于其在上下開模時(shí)會(huì)與型腔發(fā)生干涉，故需設(shè)置滑塊。開模時(shí)需先將滑塊由側(cè)面移出，然后上下開模[1]，這是該模具設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。

塑件材料是ABS塑料，平均縮水率為0.5%。其具有多種優(yōu)良的工藝特性，在機(jī)械工業(yè)、家用電器、汽車工業(yè)及玩具行業(yè)的應(yīng)用極為廣泛。ABS塑料非常容易吸收水分，產(chǎn)生熔接痕的概率高，而且粘度較高，因此，模具設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮拔模斜度，盡量減少料流阻力，并在加工之前進(jìn)行干燥處理[2]。

圖1 電池蓋立體圖

2 模具成型零件的設(shè)計(jì)

2.1 分型面設(shè)計(jì)

分型面由動(dòng)模、定模、滑塊、鑲塊等成型零件的接觸面組成，其在開模時(shí)要保證順利取出塑件及澆注系統(tǒng)的凝料，在閉合時(shí)起密封的作用。塑件有2層分型面，主分型面為復(fù)雜曲面，構(gòu)建時(shí)要光順合理，并在4個(gè)角上加定位管位支撐，以確保動(dòng)模與定模準(zhǔn)確定位[3]。在Pro/E-EMX設(shè)計(jì)中，其設(shè)計(jì)方法是“特征/復(fù)制”將塑件的外表面復(fù)制下來(lái)，然后“曲面/延伸”將復(fù)制的底部邊界延伸到所有的參照平面。所設(shè)計(jì)的主分型面如圖2所示。

圖2 主分型面

2.2 成型零部件的設(shè)計(jì)

塑件的外表面結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，型腔采用整體式結(jié)構(gòu)，型芯采用組合式結(jié)構(gòu)。在Pro/E-EMX中，設(shè)計(jì)方法是“模具元件/抽取”將所有體積塊選取，生成所有選取的模具成型零件。塑件的內(nèi)表面結(jié)構(gòu)復(fù)雜[4]，有6個(gè)圓孔凸臺(tái)，需要用“創(chuàng)建模具元件”的方法來(lái)創(chuàng)建鑲塊以便開模正常進(jìn)行。對(duì)于靠近塑件兩邊緣的鑲塊，圓凸臺(tái)部分需要改變，以防止圓凸臺(tái)與鑲塊凸臺(tái)發(fā)生干涉，故需單獨(dú)設(shè)計(jì)出凸臺(tái)。生成的成型零件分別如圖3、圖4、圖5所示[5]。

圖3 滑塊

圖4 鑲塊

圖5 圓凸臺(tái)

3 模具的總裝配設(shè)計(jì)

3.1 模架的選擇

確定了模具成型部分后就要選擇合適的模架。標(biāo)準(zhǔn)模架有大水口、細(xì)水口。當(dāng)塑件精度要求比較高時(shí)一般采用細(xì)水口。綜合考慮到模架要留有冷卻水道的布置位置[6]，所以本設(shè)計(jì)中采用龍記細(xì)水口模架，模架大小選為“207×400”型。

3.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

澆注系統(tǒng)是塑料熔料的流動(dòng)通道，主要指從注射機(jī)噴嘴到型腔入口為止的位置。

1)首先利用“模架定義/功能選項(xiàng)組”來(lái)設(shè)計(jì)參數(shù)，自動(dòng)生成“定位環(huán)”，同理再生成“主流道襯套”[7-8]。定位環(huán)如圖6所示，主流道襯套如圖7所示。

圖6定位環(huán)圖7主流道襯套

2)分流道的設(shè)計(jì)。分流道是加工時(shí)熔融塑料進(jìn)入模具的通道，其側(cè)面普遍采用圓形設(shè)計(jì)的形式[9]。這樣模具內(nèi)部熱量損失和凝料流動(dòng)時(shí)的阻力就會(huì)減少，并且分流道加工起來(lái)較容易。分流道設(shè)計(jì)如圖8所示。

圖8 分流道

3)由塑件的工藝結(jié)構(gòu)可看出，該塑件采用潛伏式澆口，且設(shè)置在斷面較厚的部位，充模流程短，且流向變化小，能量損失小，能有效地排出型腔中的空氣。進(jìn)料部分選在塑件的側(cè)面較隱蔽處[10]，故需要在頂桿上開設(shè)二次流道，澆口嵌入到分型面的下面，沿斜向進(jìn)入型腔，且型腔布局為1模1腔。由此設(shè)計(jì)成三板式模具的澆注系統(tǒng)需先于制品脫出，故需要獨(dú)立設(shè)置頂桿頂出類型的澆注系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)[11]如圖9所示。

圖9 澆注系統(tǒng)

3.3 頂出和抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

電池蓋塑件為小殼體，空間狹小，而且其內(nèi)表面有凹槽和圓孔凸臺(tái)。為便于塑件正常脫模，故選用直頂桿內(nèi)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。直頂桿內(nèi)側(cè)抽芯如圖10所示。

由于模具結(jié)構(gòu)的兩側(cè)有滑塊存在，在開模時(shí)需設(shè)計(jì)斜抽機(jī)構(gòu)來(lái)配合滑塊先由側(cè)面移出，再由4個(gè)斜撐銷與4個(gè)彈簧配合滑塊運(yùn)動(dòng)，以保證動(dòng)模和定模正常分離。設(shè)計(jì)的滑塊側(cè)抽機(jī)構(gòu)[12]如圖11所示。

圖10直頂桿內(nèi)側(cè)抽芯圖11滑塊側(cè)抽機(jī)構(gòu)

3.4 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

注塑模中冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的是使成型冷卻后的塑件具有質(zhì)量好、表面光潔度高以及較高的生產(chǎn)效率的優(yōu)點(diǎn)。因此，在定模板和動(dòng)模板上必須設(shè)計(jì)冷卻水道，并且均勻分布。由于該塑件壁厚較淺，面積較大，所以在定模和動(dòng)模上設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的流道式冷卻系統(tǒng)：兩邊對(duì)稱開設(shè)4條水道，每條水道離型腔型芯距離相等，冷卻水孔的數(shù)量以及孔徑設(shè)計(jì)合理[13]。設(shè)計(jì)出的冷卻系統(tǒng)如圖12所示。

圖12 冷卻系統(tǒng)

4 模具的總裝配圖

運(yùn)用Pro/E-EMX模具專家設(shè)計(jì)的模具三維總裝配圖如圖13所示。為了更加直觀和形象，便于識(shí)圖者理解，將其轉(zhuǎn)化成二維視圖，如圖14所示，

圖13 三維裝配圖

圖14 二維總裝配圖

5 結(jié)論

1)設(shè)計(jì)了帶有側(cè)向抽芯脫模機(jī)構(gòu)的電池蓋注塑模具，解決了塑件內(nèi)側(cè)凹槽和圓凸臺(tái)的側(cè)向抽芯問(wèn)題，保證了模具分型動(dòng)作平穩(wěn)可靠，滿足塑件的設(shè)計(jì)和使用要求。

2)詳細(xì)描述了帶有1模1腔、潛伏澆口和側(cè)滑塊抽芯機(jī)構(gòu)的三板式模具的設(shè)計(jì)流程，獲得了最優(yōu)模具結(jié)構(gòu)，優(yōu)化了成型工藝，為同類型模具產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和實(shí)際生產(chǎn)提供依據(jù)和技術(shù)參考。

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Design of Injection Mold for Battery Side Slide

XiaoXinhua,XiaoJie

(School of Mechanical and Electronic Engineering,Hubei Polytechnic University,Huangshi Hubei 435003)

Classification process of plastic battery cover requires lateral core pulling,which requires a higher level of mold design and a more complex process of the corresponding molding.In order to solve this problem,the EMX module of Pro/E software was used to simulate the mold design and the typing process through a virtual reality method.The mold structure and the molding process were optimized.The three-plate mold with one-mode cavity,latent gate and side-slider core-pulling mechanism was designed,and the optimal mold structure was obtained on an optimizsed molding process.The design process was described in detail,which provided the basis and technical reference for the design and actual production of the same type of mold product.

Pro/E-EMX;injection mold;structure composition;slide core pulling

2017-09-04

湖北理工學(xué)院校級(jí)科研重點(diǎn)項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)17xjz02A)。

肖新華，副教授，碩士，研究方向：材料加工。

10.3969/j.issn.2095-4565.2017.06.002

TH128

A

2095-4565(2017)06-0005-04

(責(zé)任編輯吳鴻霞)