电动牙刷电源按钮注射模设计

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电动牙刷电源按钮注射模设计

叶增良

河源职业技术学院机电工程学院（广东河源    517000)

【摘要】根 据 电 动 牙 刷 电 源 按 钮 塑 件 的 结 构 与 工 艺 要 求，制 定 了 适 合 该 塑 件 的 注 射 模 设 计 方 案，模 具 采 用 两 板 模 结 构，无 滑 块 与 斜 顶，进 浇 口 采 用 侧 面 进 胶 方 式，塑 件 内 部 无 特 殊 结 构，顶 杆 设 计 需 要 注 意 顶 出 平 衡。实 际 生 产 表 明，该 模 具 结 构 合理，操 作 方 便，动 作 顺 畅， 成 型 的 塑 件 达 到 了 客 户 要 求。
7 P- L) }; ^5 s3 G  X* X1 U关 键 词：电 动 牙 刷；分 析 方 案;侧 面 进 胶；注 射 模

1    塑 件 结 构 工 艺 性 分 析
; l5 g" b; a' @1 t1 i    电 动 牙 刷 电 源 按 钮 具 体结构如图1所示,塑 件 采 用了 P P 材 料，密 度 为0.902〜0.906g/cm3，,收 缩 率在1% 〜2.5%，该 材 料 耐 磨 性 好，高温 冲 击 性 好，硬 度 底 于ABS,突 出 的 延 伸 性 和 抗 疲 劳 性  能，尺 寸 稳 定，易 于 成 型，广 泛 应 用 于 生 活 中 的 各 种 日 用 品。塑件外形尺寸为小16.14x8.08mm，塑 件平 均 壁 厚为0.5mm。制 产 内部 及外 部 均无 扣 位，并有合适的脱 模 斜度，设计顶出系统 的时候 要 注 意 保 证 塑 件 顶 出 平 衡。综合分析后，模 具 设 计 成 1 模 8 腔，进 胶 方 式 为 侧 面  进 胶。

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2    模具结构设计要点
2.1    分型面设计
    分型面是型腔、型芯的分界面，也就是模具开模 后，能顺利取出塑件的面，分型面的设计直接影响着 模具的制造工艺，模具的结构设计跟分型面密不可 分。那么分型面的设计有哪些基本原则：
(1) 分型面的设计应有利于塑件的外观质量，避 免在分型面处产生批锋从而影响塑件外观，同时也应该考虑比较简单的清理飞边(批锋)。
(2) 分型面的设计应有利于塑件的胶模，尽可能 让塑件在开模的时候留在动模侧。
* d7 }. B$ z, h# g3 t$ y3 ^(3) 分型面的设计不能影响塑件的形状及尺寸 精度。
) ^- {: {( n# S* E/ g+ L(4) 分型面的设计应考试模具排气的设计。
; u; Y" \$ t7 d(5) 分型面的设计应该便于模具的制造。通过以上几点原则方面的设计要求，并借助UG软件，本塑件通过详细分析，结合该塑件整体结构及 装配要求，综合模具设计及加工制造方面的问题，分 型面的设计应有利于塑件的顶出及排气，所以，本塑件的分型面设计在塑件的最大外形处，为曲面式分型 面，具体如图2所示。

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2.2    主要成型零件设计
    成 型 零 件 的 结 构 设 计 主 要 是 指 构 成 模 具 型 腔  的 零 件，通 常 有 型 腔、型 芯 及 滑 块 等 零 件。塑 料 模 具 型 腔 在 成 型 过 程 中 受 到 熔 体 的 高 压 作 用，应 具 有 足 够 的 强 度 和 刚 度，如 果 型 腔 侧 壁 和 底 板 厚 度 过 小，可 能 因 强 度 不 够 而 产 生 塑 性 变 形，也 可 能 因刚性 不 足 而 产 生 变 形，导 致 溢 料 飞 边，降 低 塑 件 尺 寸 精 度 并 影 响 顺 利 脱 模。因此，本 设 计 根 据  塑 件 的 内 部 结 构 及 生 产 要 求，模 具 主 要 成 型 零 件 为 1 模 8 腔 的 布 局，采 用 整 体 式  结 构，这 种 结 构 方 式 有 利 于 模 具 主 要 成 型 零 件 的 制 造 及 维 修，而 且 还 有 比 较 高 的 强 度，定 模 型 腔 材料 为 S136H,尺寸为110x150x25mm，动 模 型 芯 材 料为 S136,最大外形尺寸为110x150x31mm，塑 件 要 求 外 观 胶 位 面 不 得 有 飞 边(批 锋）、银 丝、熔 接  痕、缩 水、烧 焦 等 缺 陷，以 保 证 塑 件 的 外 观 质 量 可  达 到 客 户 要 求。考 虑 到 模 具 主 要 成 型 零 件 的 制 造 方 便性，动、定 模 具 体 如  图3所示。

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2.3    浇注系统设计
/ D8 O$ [" {  d    浇注系统的设计是模具设计中最重要的问题之 一，浇注系统是熔体跟塑件之间相互联通的的纽带。 它具有传热、传压和传质的功能，能塑件质量有着决定 性作用。浇注系统的设计合理与否，直接影响着模具 的整体结构及塑件质量。根据客户的生产要求，并结 合塑件的具体结构，采用了侧面进胶，这种进胶方式设计便捷，加工简单，适合于一模多腔的模具，塑件注射成型后需要进行二次修剪加工，具体如图4所示。
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2.4    顶出系统设计
: J* |0 O* O( g& Q" ~3 Z- \塑件在模具中冷却固化后,需要将塑件从模具中 顶出，那么用来顶出的机构称之为顶出系统,顶出系 统的形式是多种多样的，它与塑件的形状、结构和塑 料性能有关，一般有顶杆、顶管、推板、顶出块、气压复合式顶出等。顶出系统的设计原则如下：
, h2 J, b& U# I4 G2 e. Z* G(1)        顶出力和位置平衡确保塑件不变形、不顶破。
3 w$ j! J& ^. T& h/ |3 q(2)        顶杆须设在不影响塑件外观和功能处。
% _! }8 v1 k5 |6 I6 y6 x(3)        尽量使用标准件安全可靠有利于制造和更换。
(4)        顶出位置应设置在阻力大处。
' \; J: s" v  O" u/ C* n根据以上几点,结合该塑件结构特点，该模具每个塑件处设计了 3根如的圆顶杆，具体位置如图 5所示。
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2.5    冷却系统设计
    在注射成型模具中，冷却系统的设计非常重要， 因为成型塑件只有冷却固化到一定时间后，顶出时才能避免塑件因受到外力而产生变形。由于冷却时间 占整个成型周期约70%〜80%，因此设计良好的冷却 系统可以大幅降低成型时间，提高注射生产效率，降 低生产成本。冷却系统设计的原则有如下几点：
+ j" M8 A1 F( q3 H0 N(1 )  冷却系统不与其他机构干涉。
, H6 }- U5 }: e, o6 L(2)   冷却系统至型腔表面的距离尽可能一致。
7 M4 e  S9 n" t5 J2 p; b0 ](3)   冷却系统不宜并联。根据以上几点设计原则，结合该塑件的结构特 点，而且还要考虑塑件的生产周期，方便塑件的质量 控制，分别在模具的主要成型零设计了直径为 的阶梯式环绕型冷却水路，如图6所示，模具具体结构 如图7所示。


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  e+ _3 V. b' f( N* i3 m; i3    模具三维结构装配设计
2 _: `: |, q3 _8 k    为了节省模具生产周期，该模具选用品牌标准模架,具体模架型号为: CI-2325-A50-B50-C80,定模板厚度为50mm，动模板厚度为50mm，方铁高度为 80mm。模具在开模时，在注塑机驱动下,模具从分型面 PL 处分型，后模部分脱离前模，开模一定距离后，顶杆 23在注塑机顶杆的作用下把塑件顶离型芯，塑件自动掉 落，这样就完成一次开模的动作。随后，动模部分往前 模靠拢，进行模具的合模步骤，整个模具工作过程完成。
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& v. t/ f* U) P: k! u# Y, D4    结束语
, c8 T' l0 W7 ~    本塑件的模具设计是在UG、CAD等计算机辅助设计软件下完成模具的设计部分的。编程加工也是在现有的条件下符合现代模具的制造标准完成的，模 具加工严格按照图纸，按工艺加工，保证模具尺寸并达到塑件的质量要求，为了缩短模具的制造周期，选用了标准模架和标准件，让模具在较短的时间内完成。经过生产实践证明,该模具结构设计合理，生产出来的塑件质量稳定，符合客户的要求。

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