线圈骨架热流道精密注射模设计

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线圈骨架热流道精密注射模设计随着热流道技术的日臻完善和热流道元件制造水平的不断提高，热流道技术已在注射模上得到了广泛应用，尤其在电子制造业，由于热流道技术的推广使用，不仅缩短了注射成型周期，而且实现了一模多腔，提高了生产效益，同时，对提高和稳定塑件质量以及降低生产成本也起到了十分重要的作用。

二、塑件成型工艺分析

图1所示为某电子元器件的线圈骨架，材料采用PET-530(本色)，要求大批量自动化生产。零件结构形状较复杂，尺寸小(最大尺寸仅为18.70mm)，精度要求高。由于筒部壁厚仅为0.41mm，使15.20mm尺寸不易保证，且成型后易产生变形，影响其精度。2个<0.52mm、深3.45mm小孔的设置使其成型型芯刚性差，容易产生变形，还影响浇口位置设置，而且造成此处孔壁厚仅为0.14mm，成型工艺性差。另外有一处仅0.20mm宽的深槽，对成型镶件的强度将产生影响。

由于零件两侧面设置的深度为0.20mm、宽度为1.40mm的小槽以及1.2mm尺寸的影响，使模具选择垂直分型面受到限制，因此，分型面和浇口形式及位置的合理选择以及流道系统的合理布置，将是该零件实现自动化大批量生产的关键。

" N+ G& P0 l( Z* P( C& Q9 u( t在综合各方面因素后，模具拟采用热流道1模16件的形式对塑件进行大批量自动化生产。
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三、流道系统设计
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/ ~& J4 ^6 Y/ h  c9 b1、分型面选择
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分型面的合理选择不仅关系到塑件能否顺利成型，对成型后的塑件顺利脱模也将产生影响，因此，在对零件结构的具体情况进行综合分析后，将垂直分型面设置在沿1.20mm尺寸位置上，以确保注射成型后左右滑块能够顺利分型和便于零件的顶出。为便于各成型镶件的设计与制造，保证塑件的外观质量，对其两处水平分型面作了如图2所示的设置。
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& c" P4 V0 C5 t7 k2、浇口形式及位置确定

- b+ _) Q, t1 f& }5 n1 w/ @1 d浇口形式及位置的确定不仅涉及到模具结构，而且还影响注射流程和塑件质量等。但浇口形式及位置的确定又受到塑件结构、分型面选择情况等因素的限制，同时还必须考虑塑件在产品中的装配要求。在综合考虑工艺水平及塑件的生产批量等因素后，决定采用潜伏式浇口，确保成型后顶出时塑件与流道的自动分离，实现自动化生产。
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为保证塑件质量的一致性和适应大批量生产的要求，模具的热流道系统采用4个均布的注射点（热喷嘴），每个热喷嘴又对4个塑件平衡进浇，进行1模16件注射生产。在综合考虑分型面的选择和浇口形式及位置的确定等因素后，模具设计的浇口位置及流道系统如图2所示。

; x$ ]( j: l) H图2分型面及流道系统的设置

3、热流道系统布置
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模具采用1模16腔设计，为了使各塑件质量一致、稳定，应在考虑流程尽可能短的前提下要做到平衡进浇。同时应缩短注射成型周期和使热流道板制造方便，热流道系统(热流道板)结构如图3所示。

' y0 F# D- t2 U; N0 G8 s+ `图3热流道板结构

热流道板呈H形，热流道系统均衡布置，各热流道两侧均设置有加热管孔位。为便于对系统温度的控制，在各热流道上均设有热电耦的定位孔，以随时反映各热流道内的真实温度，便于控制。融熔塑料在注塑机螺杆作用下进入热流道后，在加热管的作用下一直保持融熔状态，然后经热喷嘴进入各分流道，最后均衡注入各型腔成型。

  ?/ j- f% \0 e; h! }四、模具结构设计

, f% Z( K9 o$ {- T: b2 F& l- T0 H1、总体结构设计介绍
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图4为模具结构图。根据对塑件结构与成型工艺分析，结合自动化大批量生产方面的要求，模具主要的工作零件均采用镶拼结构。对其特殊部件则采用大镶件套小镶件的结构形式，如图4中动模镶套10套入动模镶块11中，小型芯13套入成型滑块17中，这样，便于易损件的更换，使加工、维修方便。

/ h& i! g7 X/ L& {: n. a8 v" r图4模具结构
. K: M6 [$ W) {- {+ l" H- w8 E: J" i. E1.定位垫圈2.热流道板3.隔热板4.定位销5.热喷嘴6.加热管7.热电耦8.堵头9.止转销10.动模镶套11.动模镶块12.冷却水道13.小型芯14.滑块15.冷却水嘴16.斜导柱17.成型滑块18.定模镶块19.热嘴定位板20.小导柱21.支承柱22.隔热板

模具采用潜伏式浇口，为保证流道脱模可靠，模具采用了将分流道设置在垂直分型面上的结构，确保在开模时分流道留在动模一侧，在顶出时再实现塑件与流道的分离，然后由模外机构将它们分类。

! h4 }' X8 A$ G* p' W为提高模具的刚性，模具设置了4根支承柱21。为使成型后顶出平稳，模具在顶出系统中设置了2副<30mm的导柱导套，确保模具有足够的刚性。

2、热流道系统结构设计
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7 {$ ^9 o5 ]8 S+ I  t/ N' K8 x4 n; M; R热流道模具的实质是将注射系统延伸到模具内，在获得更多注射点(型腔)的同时减少或消除流道凝料，因此，热流道系统的合理布置是该模具成功的首要条件。
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9 d4 T: s. h  F% `7 L  k) {热流道系统主要由热流道板2、热喷嘴5、定位垫圈1、堵头8、止转销9和加热管以及模外温控系统等组成。

热流道板2通过定位垫圈1和止转销9由定模座板和浇口套压紧在定模的流道室内，同时通过热流道板将热喷嘴5压在热喷嘴定位板19中，即组成了模具的热流道系统。加热管的布置应尽量靠近热流道孔，便于温度的传递。热电耦7在热流道板上的布置也是尽量靠近热流道孔，利于获得热流道内融熔塑料的真实温度，便于模外热平衡系统对温度的控制。另外，热流道板的上下面还设置了隔热板3以利于温度的集中和控制。

5 `* Q7 `1 Q+ _+ C( H! D; C# g% m热流道板设计时还应考虑到由于热胀冷缩而引起的热流道孔位置的变化，以避免产生处于融熔状态塑料的渗漏现象。
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4 n( Y$ s$ X3 G( l模腔的冷却系统分别设置在动模成型镶块11和定模成型镶块18上，并尽量靠近成型型腔。系统采用分组模内循环形式对其进行分组独立控制，以利于塑件质量的稳定。

3、模具工作过程

随着注射、保压的完成，开模时首先沿图4所示的A-A处开模，分流道与热喷嘴5脱离。经延时机构作用后，在斜导柱的作用下滑块14带动成型滑块17完成垂直分型面开模和抽芯动作，并确保塑件和分流道凝料留在动模一侧。顶出时再切断潜伏式浇口，完成塑件和分流道凝料的分离和脱模，然后由模外机构对它们进行分类，注射生产进入下一循环。
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1 U+ c$ l) I3 Z1 [) U3 z五、结束语

. J% X/ L9 m; ]9 c由于热流道板是热流道系统的主要部件，故其设计与材料选择十分重要，因其是在高温状态下工作，所以应选择热变形系数小、红硬性好的材料，同时，还要兼顾热传导性能。模具的热流道板选用的材料为S136，热处理硬度55～58HRC。
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& g5 D0 u8 ]) u2 |) E/ \. b( j" o热流道板设计呈H形是为了尽量达到热平衡和减少热损耗。
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模具设计在ugⅡ-NX的Mold-Wizard平台上完成，利用UGⅡ强大的复合建模功能，实现了模具的参数化设计，便于因为塑件修改而产生的模具设计更改，提高了模具的设计水平。