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1模具工作原理
工作原理如圖2所示。工作步驟如下:1)合模、鎖緊。模具裝配在注射機后應保證模具在水平方向運動順暢,無卡滯及合模不緊的現象;2)注射。熔融的塑料經直流道、分流道、潛伏式澆口進入模具型腔,并進行加壓、保壓;3)開模、抽芯。保壓一定時間后,模具進行開模,在開模過程中通過斜銷抽芯機構將側型芯抽出;4)零件的頂出。頂出分一次頂出和二次頂出。
首先通過注塑機中動模部分的頂桿頂動推板12向前運動,這時由于有U形限位架21寬度的限制,擺桿19、20帶動銷釘26推動動模套板3和支撐板4向前運動,使塑件脫離十字型芯13,完成第一次脫模;繼續頂出,這時因擺桿19、20離開U形限位架,銷釘迫使兩個擺桿分開,動模套板和支撐板停止運動,頂桿17繼續向前運動,將塑件推出動模鑲塊16,完成二次脫模,零件實現強脫。澆口在頂出過程中也自動脫落。頂出完成后取下塑件,完成一次注射成型。
2模具的設計
2.1澆注系統的設計
流道的設計為常規“井”字形結構,為了保證澆道凝料順利地脫出,內澆口尺寸的設計如圖3所示。
2.2抽芯機構的設計
零件有側孔,須側抽芯,為便于滿足一模四腔的要求,加之抽芯距離較短、抽芯力小,采用抽芯角度為15°、直徑為12mm斜銷抽芯方法。
2.2.1斜銷的設計1)斜銷長度的計算。零件側孔深度:S1=2+3tan30°=4.15mm;抽芯安全距離:S2=3.85mm;由此得到抽芯距離:S=S1+S2=8mm。另外:抽芯角度為15°,斜銷直徑為12mm,斜銷頭部長度取10mm,斜銷固定板厚度為20mm。計算得到:斜銷長度L=65.6mm,可取L=66mm。2)材料及熱處理。為了保證斜銷的剛性和耐磨性,選用材料為T8A,淬火硬度50~55HRC,表面采用磨削方法加工。
2.2.2楔緊塊的設計合模后,斜銷不能使滑塊完全復位,應依靠楔緊塊進行限位。楔緊塊與定模套板用螺釘連接,為了保證楔緊塊的剛性和耐磨性,選用材料為T8A,淬火硬度50~55HRC,表面采用磨削加工。楔緊塊的楔角應大于斜銷的斜角,這里取18°。
2.2.3導滑槽的設計為了保證滑塊在導滑槽中運動平穩,無上下串動和卡緊現象,同時又可長期使用,制造更方便,采用T型槽結構,并為動模套板增加熱處理工藝,調質28~32HRC。為保證抽芯完成滑塊位置不會變化,在導滑槽中增加限位螺釘孔,并裝限位螺釘,如圖2B-B剖面所示。
2.2.4側型芯的設計根據零件分析,側孔直徑為4mm,側孔中心距離分型面為2.5mm,造成孔壁最薄處為0.5mm。實際抽芯(含安全距離)取8mm,為了保證側型芯固定時有足夠的強度,在滑塊上增加側孔直徑為6mm,由于側型芯直徑較小、斜銷孔和端面距離較小,固定時沿外側用銷釘固定。該部分結構如圖4所示。4.3模架的選用按以上方案設計抽芯機構后,經對型腔進行布置,選用天津標準件六廠SA2525型模架各尺寸。因為有些孔位需調整位置、重新加工,故模架需改制。由于有二次分模結構,需另外增加支撐墊板。
2.4二次分模結構的設計
采用擺桿銷釘二次脫模方法,既滿足了頂桿的持續向前推進,又可滿足強脫要求,且制造和裝配較方便。其詳細計算如下。4.4.1U型架尺寸的確定U型架的長度滿足十字型芯脫離塑件下端面即可,其長度計算如下:L=L1+L2(1)式中:L1為十字槽長度;L2為安全距離。
L1=20.5-8.5=12mm;L2可取5~10mm。L=12+8=20mm4.4.2二次分模結構中各型芯的位置在此模具結構中,為保證脫模的先后次序,將圖2所示的動模型芯一、動模型芯二經動模鑲塊固定在動模套板上,該板與支撐板相連接。將十字型芯固定在支撐墊板上。為了十字型芯軸向定位,在后端面處用型芯定位板鑲嵌,端面點焊,然后整體用螺釘固定在支承板墊板上,如圖5所示。為二次脫模方便,此部分中增加導柱、導套,如圖2F-F剖面所示。
3總結
分析塑件的結構特征,整副模具設計難點是塑件中間十字部分的脫模及側型芯機構的設計。筆者采用側向分型抽芯,二次頂出的設計,解決了這些難點,整副模具結構設計合理,動作穩定可靠,成型件完全達到設計技術要求,可為同類型模具設計提供參考。
作者:王曉梅樊百虎單位:陜西國防工業職業技術學院