塑料外壳注射模设计

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塑料外壳注射模设计

黄仲庸、吴光明、黄梅荣2

1.东莞市高技能公共实训中心(广东东莞523106)

2.东莞市麦星匠精密模具有限公司（广东东莞523000)

【摘要】介绍了一副结构较为复杂的塑料外壳注射模，此模具是一副单型腔精密注射模，具 有多种典型的现代化模具常用结构，包括斜导柱滑块抽芯、斜顶杆顶出机构、动、定模成型 镶件、潜伏式浇口等。
关键词：单型腔；滑块抽芯;斜顶杆;潜伏浇口；注射模
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1    塑件工艺分析
塑料外壳工程图如图1所示，塑件外观尺寸为 80.24x25.12x19.45mm。材料是 PC，收缩率为5%，塑 件内、外拔模斜度都为5.20°，该拔模角度已能满足脱 模要求。塑件结构较规整，但塑件外周的一侧有圆 孔，须设计斜滑块脱模机构;塑件内侧有3处内扣，须 设计斜顶杆脱模，模具结构较为复杂。
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2    分型线与型腔布局的选择
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. c% s  b# w" G+ H% [* w2.1分型线的选择
根据塑件的结构特点，对塑件进行了分型设计， 如图2所示。A区域为定模胶位，B区域为动模胶 位。C线条为动、定模分型线，D线条为滑块分型线，E 线条为内扣斜顶杆的分型线。采用传统的斜导柱滑 块机构完成侧向抽芯，滑块3D布局如图3所示。塑件 内侧扣位尺寸不大，为简化模具结构,采用斜顶杆机 构完成内侧扣位的抽芯，如图4所示。


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2.2   型腔布局
7 c1 W; ^; b+ _0 Q+ c# h0 H# n; j1 O应客户要求，一副模具设计出一件塑件，模具型 腔布局图如图5所示。塑件结构尺寸不大，按设计经 验分析，此单型腔模具选用模架尺寸为250x250mm， 模架尺寸较小，如图5所示。模具的设计寿命为100 万次，模架选择龙记大水口标准模架。
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3   浇注系统设计
1 p: C1 c8 M1 F1 a& B此 副 模 具 采  用 单 腔 模 设 计,塑 件 外 观 要 求 较 高。 定 模 成 型 塑 件 的 外 观 面 (外表面），动 模 成 型 塑 件 的 非 外  观 面（内表面)。若采用侧浇口，则会在 塑 件 分 型面  留 下 明 显 的  浇 口 痕 迹，造 成 塑 件 外 观 不 良。若 采 用 点 浇 口 进 胶，则 会 在 塑 件 外 观 面 留 下 浇 口 痕 迹，且 会 增 加 模 具 复 杂 程 度 和 增 多水 口 废 料，很 不 经、济。
为 了 保 证 塑 件 外  观 质 量，控 制 成 本，本 模 具  采 用 潜 伏 式 浇 口。浇 口 与 潜 伏 式 浇 口 可 在 顶 出 过 程 中 自 动 分 离，潜 伏 式 浇 口 则 需 后 期 去 除，虽 会 留 下 水 口 痕 迹，但 潜 伏 式 浇 口 处 于 非 外 观 面，不 影 响 塑 件 外 观 质 量。浇 注 系 统 结 构 如 图 6 所 示。

浇口形式:浇口大小潜伏式浇口大小:
* J5 d! s1 d# |$ i/ s% S% {0.4x0.9mm;浇口数量：1 点。

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4    顶出机构设计
! A; E0 m& ^: ~0 ~: V该塑件结构较规整，但有3处内扣和5处柱位。 内扣处采用斜顶顶出和成型；柱位孔直径仅为 </) 1.60mm，采用司筒顶出和成型；其他平位采用普通 圆顶杆顶出;潜伏式浇口采用扁顶杆顶出。为保证顶 出力均匀，应合理布局顶杆位置。包紧力大的地方应 增加顶杆数量，包紧力小的地方可适当减少顶杆数 量，但要求顶出力平衡。空间位置富余的地方选用较 大的圆顶杆，空间局促的地方选用较小的圆顶杆。顶出机构如图7所示。

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5    冷却及排气系统设计
5.1冷却系统的设计
冷却系统可以将熔融塑料固化成形过程中释放 的大部分热量带走，能达到快速成形制品、均匀冷却、 预防残余应力和不均匀收缩引起的翘曲变形、缩短成
形周期的目的。在设计冷却水路时，应尽可能使冷却 管道到各处型腔表面的距离相等，以确保冷却介质的 冷却距离路线相等，降低人水口和出水口的温差。同 时还要考虑加工工艺、密封等方面的问题。
本例中，滑块上的胶位较少，所以没有在滑块上设 计冷却水路。由于塑件结构规整，采用普通的线型冷却 水回路就能满足冷却需求，冷却水路结构如图8所示。
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5.2    排气系统设计
6 W/ A" @8 Z, e, p! F5 R排气系统的作用是在注射过程中，将模具型腔中 的气体有序而顺利地排出型腔外，以免塑件产生气 泡、疏松等缺陷，同时也能减少注射时受到的压力，有 利塑件的填充。排气系统如图9所示，在定模芯上开 设排气槽，图9中浅灰色面排气槽深0.02mm，白色面 排气槽深0.2mm。另外，动、定模局部采用镶拼镶件 的结构来增强排气效果。
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6    成型零件设计
9 M- y$ y" x9 t模具成型零件的结构如图10所示。定模由定模 型芯和定模镶针镶拼而成。动模由动模型芯、多个动 模镶件、滑块及斜顶镶拼而成。为保证模具质量和塑件的表面粗糙度，定模型芯、动模型芯、定、动模镶件、 滑块均选用S136淬火钢。

7    模具开模工作过程
(1) 模具开模过程相对比较简单。开模时，模具 动模部分在注塑机模板带动下，沿I处分型，Z型拉料 杆将浇口凝料拉离浇口套。

(2) 定模斜楔松开对动模滑座的束缚，在定模斜 导柱的作用下，安装在动模的滑座开始侧向抽芯，对塑件外周的侧向圆孔抽芯。当斜导柱完全抽离滑座 后，滑块在限位螺丝和滑块弹簧的作用下，定位停止 运动。此时,滑块完成侧向抽芯。
(3) 注塑机顶棍推动顶杆垫板，在顶杆垫板的带 动下，斜顶杆沿斜顶导向块运动，完成对塑件内侧3处 内扣部位的抽芯，同时顶出塑件，完成内部扣位的抽 芯动作。
1 }! V- a/ s4 M(4) 同时，其他顶杆同步将塑件顶离模具动模型 芯。Z型拉料杆将浇口凝料及潜伏浇口凝料同步顶出。
" ~  W7 x7 s, r. |9 t' Q(5) 塑件完全脱离动模型芯后，注塑机完成顶出， 机械手动作将塑件取出，放置到预先规划好的区域。
(6) 注塑机合模，准备进入下一注射周期。
8    结束语
% F! ~. X$ D# R( N3 E: O此模具是一副单型腔精密注射模，模具结构复杂 紧凑，包含多种典型的现代化模具常用结构，包括斜导柱滑块抽芯、斜顶杆顶出机构、潜伏式浇口等。是精密 单型腔多抽芯机构的典型案例，采用了本案例的设计 方案，模具生产成本低，运行稳定，试模生产后，塑件合 格率高，为此类型塑料模具设计提供了可借鉴的经验。
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