塑料按键注塑模具设计

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塑机与模具bookmark0塑料按键注塑模具设计赵世友-沈阳职业技术学院辽宁沈阳110045-Shenyang浇口。介绍了塑料按键模具的整个设计过程重点和难点分别是分型面的选择和冷却水道的设计。　　：塑料按键；注塑模具；曲面分型；（则抽芯；潜伏浇口：TQ320.52：A在电子电器、汽车、电机、仪器仪表等产品中，目前有60%80%的零部件都要采用模具成型。用模具生产制件的精度、复杂程度、一致性、高生产率和低消耗是其他生产方法所不能比拟的。而且用模具生产最终产品的价值往往是模具自身价值的几十倍，甚至上百倍。　　随着塑料工业的飞速发展塑料材料在电子、建筑、服装、家电、汽车等领域得到广泛的应用。众所周知，塑料制品的成型大多依靠塑料模具。塑料模具的质量对制品的产量和质量都有决定性影响。　　模腔形状、流道尺寸、表面粗糙度、分型面、进浇与排气位置选择、脱模方式以及定型方法的确定等，均对制品尺寸精度及物理力学性能、内应力、表观质量与内在质量等起着十分重要的作用。本文以塑料按键为例，介绍了其注塑模具设计的整个过程。　　1总体方案1.1材料特性塑料按键材料选用苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物（ABS）。ABS树脂无毒、无味，呈微黄色。作为一种三元共聚物，兼有三种单体的不同性能，坚韧、质硬、刚性。其主要特性有：（1）较高的冲击韧性和力学强度，尺寸稳定，耐化学性及电性能良好，易于成型和机械加工；（2）注塑加工比聚苯乙烯困难，宜取较高的料温和模温，料温过高易分解，对要求精度较高的塑件，模温宜取5060C，要求光泽及耐热型料宜取6080C，注射压力应比加工聚苯乙烯稍高，一般为100140MPa；（3）熔融体的流动性中等，溢边料4mm左右；（4）ABS表面可镀铬，成为塑料镀金属的常用材料' 1.2总体方案设计ABS按键注塑模具采用一模4腔的设计方案。　　塑件中有一个直径为5mm长度为20.5mm的通孔因此必须有一个抽芯结构。抽芯选用斜导柱滑块结构，分型面为曲面。开模时只需采用一次开模即可，采用顶杆脱模。为了避免顶杆与滑块之间产生干涉，在复位杆上加上弹簧，使复位杆提前复位。　　直接利用分型面排气，冷却系统开设冷却水道。根据上述要求，选择的模架为龙记大水口系列，AI型。　　1.3注塑过程模具处在合模状态，开始注塑，完成之后即开塑料按键注塑模具设计始对其进行冷却、脱模。脱模时，首先由注射机带动动模板移动，使之与定模板分离，同时，由于固定在定模板上斜导柱的作用，使侧型芯开始向外侧分离，脱离塑料件。当动模板和定模板之间的距离达到120mm时，动模板停止移动。然后，顶杆推板运动，带动顶杆将塑件顶出。合模时，顶杆首先在弹簧的作用下自动复位然后动模板复位，侧型芯也在斜导柱的带动下同时复位。注塑过程完成随即进行下一轮注塑。模具的展开图如所示。　　▲模具展开。4腔型数量及排列方式本设计为一模4腔的模具，考虑到模具成型零件和抽芯结构以及出模方式可以确定型腔侧壁厚和底板厚度均为15mm，其排列方式如所示。　　▲腔型的数量及排列方式（5）有利于实现侧向抽芯。　　分型面的选择不是唯一的，一般的注塑件可以有几种分型面可供选择，再根据设计的技术要求和模具的加工工艺以及现有的加工设备，选择一个最好方案。本模具分型面的选择有以下几种方案。　　方案一如所示。采用B-B分型面，其优点是定模部分的圆孔容易加工可以用铣刀直接铣出来，其缺点是要加工的分型面个数较多，而且下半部分即动模部分的圆孔加工起来也比较麻烦。　　方案二如所示。采用C-C分型面，其优点是无论动模还是定模部分圆孔的加工都比较方便可以直接用铣刀加工。但其缺点是分型面之间的配合要差一些。　　▲分型面选择方案二方案三如所示。采用d-d分型面，与方案二不同，该分型面采用斜面配合，这样的配合比平面配合更加稳定、更加准确，对加工精度的要求也不是很苛刻，一般也不容易出现漏料现象。对动模和定模上圆孔的加工也不会产生影响，其加工方法同方案二相同，都可以用铣刀直接铣出。　　通过对上述三个分型面的具体分析，本模具的2分型面的选择分型面关系到塑件的正常成型和脱模而且涉及到模具结构与制造成本，选择分型面应遵循以下原则：（1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处；（2）便于顺利脱模，尽量使塑件成模时留在动模一边；（3）有利于保证塑件的尺寸精度和外观质量；（4）减小塑件在合模平面上的投影面积以减小锁模力；塑料按键注塑模具设计分型面选用方案三。　　3模具温度调节系统塑料模具的注塑过程中能产生很大的热量，因此模具温度调节系统直接关系到塑件的质量和生产效率，它是注塑模具设计的核心内容之。大型注塑模具的冷却系统设计尤为重要，计算也较为复杂。对于大多数较低模温的塑料注射，仅需设置模具冷却系统。　　冷却系统的设计是模具设计中较为复杂的部分，般应遵循以下原则：（1）优先考虑冷却管道的位置，而后综合处理脱模机构的零件布局和镶块结构，并首先保证型芯的冷却；（2）保证管道冷却水湍流状态的流速、流量以及足够的水压。要求冷却水管道总长度不超过15m，弯头数目不超过15个。出水与进水温度差在5C左右，精密注射的模具般应限制在2C以内；（3）管道直径要经湍流计算确定，一般取825mm.管道过细，加工和清理困难；冷却水道的布置应均匀，按需要作局部调整。管道间距要适中，过大会使模温不均匀，过小会使孔壁承受型腔高压而变形；（4）主流道的末端等处要加强冷却，可用较冷的进水。在塑件厚壁及转角等处，需减小冷却水管道间距，以强化冷却。另外，冷却水道应远离熔合缝的交汇处。　　模具回路的布置有以下几种：（1）外接直通式。　　用水管接头和橡塑管将模内管道连接成单路或多路循环，这种管道加工方便适合于浅的矩形型腔，但是外接部分容易损坏，如所示。　　（2）平面回路式。在模板内设置管道的回路，管道加工后，用孔塞或挡板来控制冷却液的流动。适用于各种浅的，特别是圆形的型腔，如所示。　　（3）凹模嵌入式。在型芯块内设置管道回路，出水口和入水口通过定模板或动模板引出。需要注意型芯块与定（动）模板之间的连接，要在它们之间加O形圈密封，防止冷却水泄漏。　　本模具采用矩形嵌入凹模的冷却回路，冷却水孔的排列形式为直通孔形式一端进冷却水，冷却水的温度为20°C；端排水，排出的冷却水的温度为25C.如所示。　　矩形嵌入式凹模的冷却回路4结论塑料按键模具的设计重点是分型面的选择。　　因该模具的分型面是个曲面，这就增加了设计的难度。另一个重点是对模具总体结构合理性的把握，而其中的难点是冷却水道的设计，因为该模具属于小型模具，因而在设计时，冷却水道的位置会受到空间以及顶杆和复位杆等其他零件的限制。