簡單按鈕注塑模設計

汪清

摘 要：本文所論述的是一種簡單的按鈕模具，但是如果設計者帶點粗心大意就容易將原本簡單的模具搞得復雜化了。

關鍵詞：按鈕；分型面；推出機構；型腔；澆口形式

1 引言

塑料制品在我們日常生活中隨處可見，這些塑料制品都是通過塑料模來進行生產的。經過幾年在技師學院的學習，使我對模具有了進一步的認識。為了總結這幾年的學習成果，設計一按鈕注塑模。圖1為按鈕零件圖及產品圖，該制品要求使用的材料為改性聚苯乙烯，大批量生產，未注公差采取IT5級精度，這個零件沒有無通孔又沒有側孔，這個模具從分型面的設計到成型零件的形成、再到模具的結構都是比較簡單的，但是不能因為它簡單而忽略了其優化方案的選擇，下面我們就對其設計方案進行一下討論。

圖1 按鈕零件

2 簡單按鈕模具的工藝設計

2.1 模具分型面的確定

根據塑料制品分型面的設計與選擇原則，分型面應設計在零件截面最大的部位，而且要不影響零件的外觀。我們有兩種分型面的設計方案如下：

①若采用圖2a所示的分型方法a—a水平分型，箭頭朝向代表動模的位置，由于塑件凹槽包緊力的存在，塑件很可能留在定模內，因為為了使塑件順利脫模，我們必須設計定模的推出機構，這就使得我們原本看上去很簡單的模具結構變得復雜起來了，因而我們模具的設計成本也就相應提高。

②采用圖2b所示的分型方法，a—a水平分型塑件，包緊在動模型芯一側，因而留在動模側內，這使模具的結構變得簡單，因而減少了我們模具的設計成本，又減少了我們模具的制造成本。因而選定該方法為我們這次模具設計的分型最佳的方案。

2.2 模具型腔布局的確定

我們有三種型腔布局的設計方案如下：

①如果我們采用一模一件，此零件的外形尺寸是很小的，我們的標注模架相對于我們這個模具顯得特別大，這樣就會造成我們設備資源的浪費，而且又不適合大批量生產。

②如果我們若采用一模多件，生產效率就提高，資源的利用率就也提高。如果我們選用一個模四件矩形分布，優點是模具尺寸適中，適合大批量生產，但缺點是其分流道尺寸較長。

③如果我們若采用一個模四件圓形分布，其優點是模具尺寸適中，適合大批量生產而且容易安置澆注系統，與矩形分布相比較，優點是進入每一型腔的流程最短，減小了熱量的散失，塑性材料的利用率也比矩形分布時高。

2.3 模具澆口形式的設計

我們有二種澆口形式的設計方案如下：

①若我們采用點澆口，它是一種截面尺寸很小的澆口，這種澆口由于前后兩端存在較大的壓力差，可較大程度地增大塑料溶體的剪切速率并產生較大的減輕熱，從而導致溶體的表觀粘度下降，流動性增加，有利于型腔的充填。從塑件頂端進料，能保證塑件的質量很好，但不利于成形平薄易變形及形狀非常復雜的塑件。但因模具結構復雜了，所以需采用三板兩開式模具結構才能實現點澆口。

②若我們采用平衡式側澆口，這種澆口是應用較廣泛的一種澆口形式，普遍用于中小型多型腔模具，且對各種塑件的成型適應性均較強。由于澆口界面小，減少了澆注塑件的消耗量，只需兩開式模具結構就能實現開合模，而且所得到的型腔零件加工簡單，且澆口容易去除，不影響制品的使用性能和外觀質量，容易保證每個型腔內塑件尺寸，因而該方案被我所選用。

2.4 模具推出機構的選擇

①若我們采用小推桿推出，每個零件左右對稱布置兩個推桿，一模就至少需要8個均勻分布的小推桿，而且中間（7×2）mm的凹坑需要設計成形的型芯。

②若我們采用推管來推出，一模就需要4個均勻分布的推管，而且中間（7×2）mm的凹坑也需要設計成形的型芯。

③由于零件的外形尺寸很小所以我們需要的推出力因此也不大，可將頂桿直接設置在（7×2）mm的凹坑位置，頂桿參與成形，這樣又起推出零件的作用，這就又省去了成形的型芯，同時也簡化模具的結構。相比這種是我們比較理想的。

2.5 模架及其他結構的設計

我們結合制品的結構特點，模具型腔的結構動模板和定模板均采用了整體式型腔板，因為這種結構工作過程中精度高，并且在模具的制造過程中容易加工到位，圖5為模具的總體結構圖。

1-動模座板2-側立柱3-推板4-頂桿固定板5-頂桿6-支承板7-動模板8-定模板9-澆口套10-定位圈11-定模座板12-導套13-導柱14-復位桿15-拉料桿

圖5 模具的總體結構圖

3 簡單按鈕模具的制造

我們從模具制造的經濟性方面考慮，有些可采用標準模架材料為45鋼，調質到21～27HRC，考慮到我們制品的表面粗糙度值比較低，定模板采用T10鋼，動模板也采用T10鋼，加工后熱處理到HRC45，由于動、定模型腔的形狀比較規則，它們的型腔及流道均適宜于采用數控銑、數控雕銑機或加工中心直接銑削加工成形。

4 模具工作過程

開模時定模板與動模板從分型面處分開，動模向后運動，Z形拉料桿15拉住澆注系統的冷凝料及塑料制品一起向后運動，當主流道中的凝料完全拉出一段距離后，注射機上的頂出桿經過動模座板中間的大孔，直接作用在推板3上，使得澆注系統中的冷凝料和塑料按鈕制品，在Z形拉料桿15和頂桿5的作用下一起推出，完成脫模過程，合模時注塑機頂出桿復位，頂桿固定板4在復位桿14的作用下回到初始狀態，動模板、定模板完全閉合回到成形位置，進入下一個工作循環。

5 結語

本文論述模具的特點是動模頂桿為一種成形頂桿，它既起到頂出塑件的作用，同時其端部又參與（7×2）mm凹坑的成形，因為成形段只有2mm深，且可設置錐度或圓角等，故包緊力不大，容易脫模。

參考文獻

[1]屈華昌，《塑料成型工藝與模具設計》第二版，

[2]鐘志雄，《塑料注射成型技術》，鐘志雄，廣東科技出版社，1993

[3]沖模設計手冊編寫與組編，《沖模設計手冊》，北京，機械工程出版社，1998