基于斜推杆抽芯的遥控器电池盖板注射模设计

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基于斜推杆抽芯的遥控器电池盖板注射模设计

盘臆明

湖南潇湘技师学院(湖南永州    425000)

【摘要】以电池盖板为研究对象，通过ug建立好遥控器电池盖板的三维模型，然后进行塑 件的开模分析，确定分型面、成型机构、浇注系统、流道系统、型腔数目等，选择热塑性材料 ABS，同时确定好型腔镶块，设计滑块和斜顶等抽芯结构。模具投产后，塑件进行了大批量 生产，成品率较高。
7 e4 Y+ a1 u7 ~& }关键词：斜推杆抽芯，遥控器电池盖板；注射模;ABS
& h$ n/ y8 t( \* c1    引言
2 B( B+ u' a* l: g; H    模具的制造工艺正在不断地提高工艺水平以适应 产品的要求，而过去传统的模具设计与制造工艺已经 无法满足现今产品生产的要求。如今的计算机辅助 设计(CAD)技术相比传统的模具设计与制造有着独特 的优越性―51，模具生产率、产出的成品的合格率等有较 大的提高,同时模具的成本、疲劳强度却大幅度降低。 无论是设计还是加工编程都具有其他软件无法比拟的 便利性，在现代的产品制造工艺中，模具成型快、互换 性好、省材料等优点，得到了很多加工厂的青睐。
    本文在基于热塑性材料ABS和计算机辅助设计软件UG的基础上，深入阐述如何用计算机辅助软件 制造出高精度、高产率的注射模。然后进行塑件的开 模分析，确定其分型面、成型机构、浇注系统、模具结 构、塑件收缩率、型腔数目等,同时也进行了塑件的排 位，确定好型腔和镶块的大小，根据型腔的大小，计算 出较合适的模架,然后根据塑件的形状，将滑块和斜顶等抽芯结构确定好，模具投产后大批量生产。
3 r: n5 Z% q! Q: g2    塑件成型工艺性分析
    ABS的收缩率取值一般介于0.3%至0.8%,这种 材料具有热塑性的特点，该材料韧性较好，脆性不大， 较广泛的应用中等精度等级的塑件，外表面无瑕疵、 美观，可尽量减少熔接痕、银丝和缩孔，性能可靠，可 满足其它零部件的配合要求。那么在UG的环境条件 下，对电池盖板实行测绘，使用UG把空调遥控器电池 盖的3D模型先造型出来，研究电池盖板的注射模的 结构，其中包括型腔设计、淺注系统的设计、推出机构 设计、冷却系统的设计、排气系统的设计等。图1为 塑件的二维CAD图，图2为塑件的3D图,根据图形可 得,塑件的二维图和三维图中存在倒扣。
* c! p. m' }0 [2 J    电池盖的3D塑件图，可以依据塑件的性能设定塑 件的材料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)。同 时电池盖板塑件由于存在倒扣,所以选择使用用二板 模具来生产塑件。采用1模4腔的结构，根据模具的制 造要求，可以设计塑件的下表面作为分型面。这就不 会造成成品件出现缺陷，在进料时应该让流道均匀分 布在四周，同时采用侧向进胶，解决薄壳类塑件经常出 现的一些列问题,如变形、充不满等。在模具分型面选 择中，这样可以防止在加工的过程中，塑胶熔体不会泄 露。同时在创建分型面时，如果含有斜面、台阶、曲面 等有高度差异的一个或多个分型面时，必须设计一个 基准面，这样方便加工和测量。而通过对产品结构的 研究，根据方便脱模和简化模具结构、方便模具制造等 因素，采用塑件的下表面作为分型面。

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3   模具结构设计
3.1   模具型腔排布
4 F% k  p& H" t+ b0 W, \一般考虑模具的精度设计，需要根据塑件的的实 际使用情况和常用材料进行设计，优先选用的公差尺 寸为MT3。注射模设计的第一步是要根据塑件的大 MT3，来确定内模镶件的大小。在保证模具具有足够的强度和刚度，模具的使用寿命期限内不变形，可以依 据电池盖的大小来设定型腔形状大小，将型腔的数目 确定为1模4腔,本模具的型腔布置设置如图3所示。
3.2    型腔、型芯工作部位尺寸的确定
在模具型腔中布局流道，可以得知塑料熔体进入模具型腔时，塑料熔体填充时间的长短会决定主流道直径的的设计尺寸。如果直径太大，就会导致回收的 冷料过多，从而造成塑件产生气泡或者组织松散，降 低流速，如果直径太小的话，就会增加熔体的热量流 失，所以主流道设计原则如下。
/ l3 w& D( K) ~" q/ E9 Y, h(1)      主流道的长度越短越好，因为来说，主流道短 的话，那么模具在排气的时候,负担会比较轻，这样可 以节省流道料，同时也可以将成型周期尽可能地缩 短，再者也将熔体热量流失率降到最低。
(2)       为了方便脱模，采用圆锥形来设计主流道，而 本设计采用的是二板模结构，所以锥度取2°〜4°，粗 糙度值心0.8〜这样的设置不会因为流速变小 而造成混进空气，或者流速太快而造成注射困难，使 得很难进行脱模。
(3)       为了保证注射成型，主流道与注塑机喷嘴之间不溢料而影响脱模，主流道小端直径要比料筒喷嘴 直径大0.5mm，而主流道小端直径一般取值而大顺直径要比小额直径大10%〜20%,所以这里取大端直径为06mm。根据模具的结 构设计型腔和型芯二维图、三维图如图4、图5所示。
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3.3    分流道的设计
    连接主流道与浇口的熔体通道称为分流道，分流 道起分流和转向作用。在设计一模多腔的时候，要考 虑如何尽可能地使得熔料同时填充满型腔，所以在设 计分流道，对于常见的1.5&#12316;2.0mm壁厚的塑料件,采用 的是圆形的分流道的直径一般在</)3.5&#12316;<^7.0mm,本塑 件采用的为ABS,取值为<R89mm。冷料穴是为了防 止料流前锋产生的冷料进人型腔而设置，一般设置在 主流道和分流道的末端。一般来说冷料穴有主流道 和分流道之分，主流道—般设置为纵向的，而分流道 则可以设置为横向或者纵向的，而在主流道的下侧则 会设置一个拉料杆。
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- P! E0 g  Z% X2 w7 C  {3.5    倒扣抽芯结构的设计
    针对塑件所能承受力较大或脱模阻力较大的地 方，应尽量使顶出的塑件受力均匀，但不宜与型芯或镶件的距离过近，以避免影响成型零件的强度。同时’i 推杆的直径也必须有足够的强度，能承受顶出时的冲j 击力，这里推杆直径取值为，布局设计如图8所 示。斜推杆又称斜顶，它将侧向凹凸部分的成型镶件 固定在固定板上，在推出的过程中，此镶件做斜向运 动，斜向运动分解成一个垂直和侧向运动，其中侧向 运动即实现侧向抽芯，而垂直运动实现顶出塑件。

3.6    冷却系统的设计
由于热传递的方式有很多种,而模具中有95%的 热量是通过热传递的方式传导出去的。在模具中热 传递主要是通过水、油或铍铜，而典型的冷却结构有 冷却水管，冷却水井或传热棒(片），冷却水井又包括 隔片式冷却水井、喷流式冷却水井和螺旋式冷却水 井。冷却水管冷却就是在模具中钻削圆孔，模具生产时，向圆孔内通冷却水或冷却油，由水或油源源不断
地将热量带走。
可以跟进牛顿冷却定律设计，牛顿冷却定律为；
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    冷却水道直径的大小一般根据模具的大小或者塑件壁厚来确定，结合塑件和模具的相关数据，模具的宽度=350mm，塑件壁厚=0.75mm，因此冷却水道直径可选择为根据塑件的现状而定，塑件的壁厚基本均匀，冷却水道离型腔表面距离最好相等，分布与轮廓均匀，水道接头最好安装在模架上，冷却水通过模架进入内模镶件，中间加密封圈，具体设计如图9所示。
3.7     模具整体结构设计
  o3 P, D) w5 L  g3 ?. K& p    根据塑件结构设计得到遥控器电池盖板最终的 总装配二维图如图10所示，模具型腔俯视图如图11 所示，模具流道俯视图如图12所示。
       

4    结论
本文通过以空调遥控器电池盖板的塑料模具设 计为例，采用了计算机辅助设计技术，缩短了模具设 计的周期，进行了塑件的模具的开模分析，确定了分 型面、成型机构、浇注系统、模具结构、塑件收缩率、型 腔数目等结构。确定了型腔镶块的大小、流道和浇口 的位置，同时设计出了滑块及斜顶等抽芯结构，以及 顶出机构、冷却水路及其它模具结构。提高了模具设 计的质量，使得模具制造实现了流程化,模具投产后， 生产的塑件达到生产工艺的要求。
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