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基于PROE的注塑模具设计(DOC)


基于 UG 的某型号插座注塑模具设计与方案优化 刘涛
(宝鸡文理学院,机电工程学院,陕西,宝鸡,721016) 摘要:在当下,模具工业已渗透到人们生活和生产的各个领域,并成为一门不可 或缺的技术。因而在此针对某型号插座进行注塑模设计。首先,对制件进行工艺 分析,提出一模四腔,嵌入式和平衡布置型腔的方案;其次,为便于调整冲模时 的剪切速率及封闭时间,选择侧浇口进行浇注;而后,选择以最大截面为分型面 和便于成型的侧抽芯;最后,为保证制件的质量,采用双型号的推杆对其进行脱 模。经过仿真实验验证了该模具满足设计要求。 关键词:插座;注射模;侧抽芯

Design Of Socket Injection Mold And Project Optimization Based On UG Liu Tao
(Baoji University Of Arts And Sciences, Mechanical and Electrical Engineering Institute,Shanxi,Baoji,721016) Abstract: In the present,Mould industry has penetrated into every field of people's life and production,and become an indispensable technology.So the paper designed injection mold of the certain type socket.Firstly,the injection process of the certain type socket was analyzed,and proposed idea of one module and four cavities,insert structure and balances layout. Secondly, select the side gate to casting can make the die shear rate and closed time easy to adjust, And then,the parting surface and side core pulling was designed based on the principle of the largest cross-sectional area and easy to mold.Finally, designed double models of push rod to demould to guarantee the quality of the parts.Simulated test showed that the design can meet the requirements. Key words:socket, injection mold, side core pulling

引言
随着社会生产的迅猛发展,塑料已渗透到人们生活和生产的各个领域,并成

为木材、皮革、和金属材料的良好代用品,而作为把塑料变为塑料制件所用的工 艺及模具技术, 也成为各个国家发展的重中之重
[3]

。 我国在模具方面的发展与西

方发达国家相比,有着很大的差距。对于一些大型、精密、复杂、长寿命的中高 档塑料模具生产技术方面还是有所欠缺,每年仍然需要大量进口,其总体产量供 不应求。且国内的低档塑料模具却产量较大,以至于供过于求,这样就造成了市 场竞争激烈,对国内的模具行业的发展带来了极大的负面影响。因此,针对于精 密、复杂模具生产技术方面的发展是我国现在的主要目标[2]。本文针对某型号插 座进行分析,合理选择分型面和设计抽芯机构,并对浇口和推出机构的设计进行 着重考虑。

图 1 插座底座测绘图

1 塑件成型工艺性分析
该塑件为某品牌插座的底座部分。其材料为 ABS,整体尺寸不大,且各个 尺寸精度要求不是很高。主要几个尺寸按照一般精度标注(根据材料 ABS 由文 献[1]表 2-3、2-4 查得为 MT3 级)其余未注公差尺寸按照表 2-3、2-4 为 MT5 级, 如图 1 所示。 该制件主体为壳体,结构特征复杂,在注射时要考虑注射时间保证制件完美 成型。而且其侧壁有半圆形的小孔,因此在设计注塑模时应使用侧向抽芯机构完 成。用 UG 软件建立零件的三维模型如图 2 所示。

图 2 插座底座三维模型

2 模具结构设计
通过整体分析,该设计使用一模四腔的排列布置方式,排列方式为对称 H 形,通过对塑件的结构形状分析,采用推杆推出的推出形式。浇注系统设计时, 流道采用对称平衡式,浇口采用侧浇口,且开设在分型面上。因此,定模部分不 需要单独开设分型面取出凝料,动模部分需要添加型芯固定板、推板和推杆固定 板,由上综合分析可确定选用由推杆推出的单分型面的注射模。 2.1 分型面设计 分型面的设计是否合理直接影响模具结构的合理性、 塑件的质量及加工的难 以程度。而分型面的选择首先要选在其最大截面处,其次要保证塑件留在动模一 侧。通过对塑件结构形式的分析以及分型面的选择原则,该制件的分型面位置如 图 3 所示:

图 3 分型面的设计 2.2 浇注系统设计 注射模具的浇注系统, 是指从主流道的最前端一直到型腔之间的熔体流动的 通道。它的作用是为了使塑件的塑料熔体能够平稳的填充到模具的型腔之中,从 而得到所需的塑件。因此,合理的设计浇注系统对于整个注塑成型设计来说是至 关重要的。

而浇注主要有主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分。 1)主流道。主流道是带有锥度的流动通道,大端与注射机喷嘴相连接,小 端与分流道相连接。本次设计主流道的大端直径为 7mm,小端直径为 4.5mm。 主流道部分设计成可拆卸的主流道衬套形式,可选用 T8A 单独加工和热处理。 2)浇口套。浇口套一般为标准件可进行选购浇口套,和定位圈装配。 3)浇口的设计。浇口是用于连接分流道和型腔的通道,其作用是使塑体熔 体能够在较短的时间内充满型腔,并使浇口残余的熔体凝固从而封闭浇口,有效 的抑制型腔内部发生熔体倒流现象。 而浇口又分为点浇口和侧浇口。点浇口可使熔体具有较高的剪切速率和摩 擦,有利于提高熔体的温度,对于熔体的流动有利。但是采用点浇口时注射压力 损失较大,大多采用三板模结构,且成型周期较长,废料较多。而侧浇口的成型 周期较短, 易于去除浇注系统的凝料, 可根据制件的结构灵活的调节浇口的位置。 且侧浇口尺寸调整方便,利于达到各型腔的浇口平衡,适用于一模多腔的模具, 提高注射效率[1]。 本文针对该插座采用一模四腔,为便于调整冲模时的剪切速率及封闭时间, 所以采用侧浇口浇注。其长为 2mm,宽度为 3mm。 2.3 侧抽心机构设计 侧抽芯机构是成型侧孔或侧凹的零件,一般做成可活动的结构。在塑件脱模 前,一般都需要侧向分型和抽芯才能取出塑件。 根据制件的结构分析,其侧壁只有一个半径为 5mm 半圆形小孔,且厚度为 3mm,因而其抽芯力较小。设计时采用斜滑块抽芯机构,结构简单,运动平稳、 可靠。其结构如下图 4 所示:

8—斜滑块,9—圆柱头内六角螺钉 M6,10—滑块抽芯,11—圆柱头销钉 M6, 12—弹簧 M6,13—滑槽,14—限位销 M4,15—圆柱头内六角螺钉 M10,16—肋 板。 图 4 斜滑块抽芯机构 2.5 脱模推出机构的设计 在注射完成后, 为了使塑件能够顺利的从模具的型芯上分离, 所以就必须设 计推出塑件的机构,这种机构称为脱模机构(或称推出机构、顶出机构) 。脱模 机构的作用包括塑件等的脱出、取出两个动作,即首先将塑件和浇注系统凝料等 与模具松动分离,称为脱出,然后把其脱出物从模具内取出[1]。 根据对塑件的整体结构分析,由于该零件内部细小部件繁杂,所以为在脱模 是保证塑件的表面质量,因此推杆应如下述设计。 1)针对单个塑件整体,采用直径为 5mm 的推杆,共计 14 根,呈对称形式 均匀的布置在制件上。 2)针对单个塑件内的细小部件,采用直径为 2.5 的推杆,共计 18 根,呈对 称形式均匀的布置在制件内部的加强筋处。 2.6 冷却系统的设计 为减少在注射成型时,模具温度对塑件生产效率和成型质量的影响,所以分 别在型腔和型芯上开设一条单回路冷却水道。冷却介质为常温水,冷却时常为 21s。

3 模具总装图设计

该模具主要由浇注系统、成型零件(型腔、型芯) 、脱模系统(推出和侧抽 芯机构) 、导向系统、冷却系统、固定和安装部分等,其装配图如图 6 所示。

a)

b)

c) 1—浇口套,2—定位圈,3、9—圆柱头内六角螺钉 M6,4—定模座板,5—型腔 固定板,6—圆柱头内六角螺钉 M10,7—型腔,8—斜滑块, 10—滑块抽芯, 11—圆柱头销钉 M6,12—弹簧 M6,13—滑槽,14—限位销 M4,15、19、25 —圆柱头内六角螺钉 M10,16—肋板,17—型芯,18—型芯固定板,20—推杆 M2.5,21—拉料杆 M6,22—推杆固定板,23—推板,24—动模座板,26—水嘴, 27—密封圈,28、29—圆柱头内六角螺钉 M16,30—圆柱头内六角螺钉 M4,31 —推杆 M5,32—导柱,33—导套。 图 5 插座底座装配图

4 工作过程
该模具的工作过程大体上可分为合模、注射、保压、冷却、开模、顶出 6 个循环过程,具体工作过程如下:1)动、定模沿分型面合并构成型腔和浇注系 统,而后熔融塑料进入模具型腔内经过保压、 排气和冷却后动定模沿分型面分开; 2)随着动模向下移动,斜滑块对塑件进行抽芯,同时弹簧受压收缩。待达到最 大开模行程后,侧抽芯从型腔内抽出;3)与此同时推板推动推杆,将塑件从型 芯内推出;4)待塑件取出后,动模向上移动、两侧抽芯受弹簧压力向型腔内部

移动,再次构成型腔和浇注系统从而进行下一次循环。

4 结语
1)塑件工艺分析是模具设计的基础,也是整体设计的前提。本文针对某型 号插座进行工艺分析,提出一模四腔、嵌入式和平衡式布置的设计理念。 2)分型面选择的合理性决定塑件是否能够完美成型,综合分型面的选择各 项原则,选择单分型面,并以其最大截面为分型面。 3)侧抽芯的合理选择关乎整个模具设计的合理性,由于本文所选制件侧凹 较浅,所需抽芯距不大,综合考虑选用斜滑块侧向抽芯机构。 4)浇口设计是本次设计的重点,其合理性对于整个浇注过程影响较大。本 文对于浇口设计初选两套方案,综合考虑后选用侧浇口对其浇注成型。 5)推出机构对于整个模具的设计也是一大重点,其合理性决定塑件能否完 好取出,因该塑件内部结构复杂,为保证其表面质量,采用双型号推杆的推出机 构,经仿真实验,基本满足设计要求。

参考文献
[1]. 叶久新,王群. 塑料成型工艺及模具设计[M]. 北京:机械工业出版社,2007. [2]. 刘朝福. 塑料模具设计[M]. 北京:清华大学出版社,2010. [3]. 张国强. 注塑模设计与生产应用[M]. 北京:化学工业出版社,2010. [4]. 许鹤峰,陈言秋. 注塑模具设计要点与图例[M]. 北京:化学工业出版社,1999. [5]. 贾润礼,程志远. 实用注塑模设计手册[M]. 北京:中国轻工业出版社,2000. [6]. 蒋继宏,王效岳. 注塑模具典型结构 100 例[M]. 北京:中国轻工业出版社,2000. [7]. 陈万林. 实用塑料注射模设计与制造[M]. 北京:机械工业出版社,2000.


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