雙色滅菌盒骨架注射模設計*

孟少明　聶慧萍　劉　容　陳　晨　李　卡

(①湖南化工職業技術學院，湖南 株洲 412004；②中航工業南方航空工業(集團)有限公司，湖南 株洲 412000)

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雙色滅菌盒骨架注射模設計*

孟少明①聶慧萍②劉容①陳晨①李卡①

(①湖南化工職業技術學院，湖南 株洲 412004；②中航工業南方航空工業(集團)有限公司，湖南 株洲 412000)

針對雙色滅菌盒骨架的尺寸與結構特點，確定模具采用點澆口澆注系統注射成型、推件板推桿聯合推出機構、定制半成品模架以及T形導滑槽側抽芯機構的主體結構。最后詳細闡述了該模具的結構及工作原理，經生產實踐表明，點澆口能滿足塑件的質量要求，有利于塑件的填充。

雙色；骨架；模具設計

塑料是以單體為原料，通過加聚或縮聚反應聚合而成的高分子化合物，一般呈透明狀。為使產品美觀，一般在塑料中加入著色劑，或等產品注塑成型后進行彩印。在塑料中加著色劑，產品多呈單色或雙色，而對塑料制品進行彩印，可使產品呈五顏六色。加著色劑的塑料制品，產品顏色不容易退化，但雙色以上的產品，使模具設計與制造的難度大、設備成本高；塑料制品彩印，產品顏色易退化，但對成型模具和設備無任何影響，因此，一般雙色以下的產品多采用添加著色劑進行注射成型，多色產品則直接彩印。

本文以雙色滅菌盒為例，開發滅菌盒骨架注射成型模具，實現了在普通注塑機上注塑成型雙色產品。

1　滅菌盒骨架結構分析

雙色滅菌盒外形及主體結構如圖1所示。滅菌盒骨架與把手嵌套在一起，二者材料都為PP，收縮率為1.018%，只是顏色不同。最大外形尺寸長×寬×高為250 mm×195 mm×162 mm。四周壁厚3 mm，四周拔模斜角為1.5°，底部支撐筋壁厚1.5 mm。產品整體結構較簡單，但安裝把手位置為一凹槽，凹槽部位壁厚為1.5 mm，底部均布有7排8個與6排7個的腰圓通孔，孔壁往下0.5 mm位置向上有15°的斜角，向下有10°的斜角且最上邊與最下邊棱邊處都有R0.5 mm的圓角。結構如圖2所示。

2　排位與分型設計

由于產品整體外形尺寸較大，模具采用一模一穴排位，結構如圖3所示。根據產品的結構特征，在把手安裝凹槽位置設置側型芯(4瓣對開式)；為方便型腔的加工(滅菌盒底部支撐筋在型腔頂部)，在型腔頂部設置型腔鑲件，由于產品高度達162 mm，盡管四周有1.5°的拔模斜角，為保證產品的頂出質量，在型芯鑲件頂部設置一推件板。

3　模具整體結構設計

模具總體結構如圖4所示。模具選用龍記標準模架，采用三板模、雙分型面、點澆口進料、四瓣側抽芯對開、推桿與推件板組合推出以及循環式冷卻系統組成的總體結構，最大外形尺寸長×寬×高為550 mm×500 mm×625 mm，流道分型面開模距離為120 mm，最大推出距離40 mm(雖然產品高度有162 mm，但也有1.5°的脫模斜度，因此推出距離不需大于高度，推出40 mm后，可取出產品)。

3.1型芯及型芯冷卻系統設計

型芯結構如圖5所示，采用LKM838H材料模具鋼材料，定制半成品毛坯。最大外形尺寸長×寬×高為340 mm×300 mm×80 mm，為便于加工，四周倒圓角R17 mm。為保證與4個側型芯的配合精度，4個缺口處設置有4°的錐角。為實現型芯在動模板上的固定，加工有4個M12的螺紋孔，為保證產品的質量，經moldflow軟件仿真，在型芯上加工如圖5所示φ10 mm的循環式冷卻水道。

3.2型芯鑲件及冷卻系統設計

型芯鑲件結構如圖6所示。采用2083H模具鋼材料，定制半成品毛坯。最大外形尺寸長×寬×高為251 mm×196 mm×190 mm，為便于加工，四周倒圓角R36 mm。為保證產品的脫模質量，在型芯鑲件中再嵌套一塊推件板，推件板與型芯鑲件采用60°錐角配合。考慮推件板與推出機構的鏈接，在型芯鑲件中加工2個φ20 mm的推桿孔。為保證產品在型芯鑲件位置的冷卻效果，經moldflow軟件仿真，在型芯鑲件設計如圖6中所示的冷卻水道。由于型芯鑲件高度較大，因此在高度方向設置6個φ30 mm冷卻孔，中間用隔水片隔開，長度方向橫穿2個φ10 mm的冷卻水道，分別聯通3個高度方向的冷卻孔。型芯鑲件的固定，采用4個M10 mm的螺釘吊裝，因此，四角設有4個M10的螺紋孔。

3.3推件板及冷卻系統設計

推件板結構如圖7所示，采用2083H模具鋼材料，定制半成品毛坯。最大外形尺寸長×寬×高為235 mm×179 mm×30 mm，為便于加工，四周倒圓角R27 mm。為保證與型芯鑲件的配合質量，結合面處采用60°錐角配合，為保證推件板與推桿的鏈接可靠，在推件板底部加工2個50 mm×50 mm的凹坑，深度5 mm，用于安放推桿與推件板的鏈接塊，再通過4個M6的螺釘把推桿、推件板以及推桿推件板連接塊連城一個整體。對于冷卻系統，考慮到推件板需要做推出動作，也就是說需要移動，因此，設置如圖7中所示的循環式冷卻水道，直經為φ6 mm。水從推桿墊板進入，通過中空的推桿而進入推件板。這樣，整個冷卻系統就可隨推件機構的運動而運動。

3.4型腔及型腔冷卻系統設計

型腔結構如圖8所示，采用S136H模具鋼材料，定制半成品毛坯。最大外形尺寸長×寬×高為340 mm×300 mm×160 mm，為便于加工，四周倒圓角R17 mm，與定模板的固定，采用4個M12的螺釘吊裝。因產品高度尺寸較大，為保證產品在型腔位置的冷卻效果，經moldflow軟件仿真，設置如圖8中所示的循環式冷卻水道，直徑為φ6 mm。

3.5型腔鑲件及冷卻系統設計

型腔結構如圖9所示，采用S136H模具鋼材料，定制半成品毛坯。最大外形尺寸長×寬×高為230 mm×180 mm×48 mm，為便于加工，掛臺四周倒圓角R20 mm，與型腔配合部位錐角6°，四周圓角R20 mm，成型滅菌盒底部腰圓孔的位置錐角為4°。考慮到滅菌盒面積較大，型腔鑲件冷卻系統設計如圖9中所示，采用φ8 mm的循環式冷卻水道，高度方向的2個水道孔用于連接定模板的水路進行運水。

3.6側型芯及冷卻系統設計

由于產品安裝把手位置有一環形凹槽，因此，側型芯采用4瓣對開式結構，如圖10所示，大小側型芯各2塊。都采用2083H模具鋼材料，定制半成品毛坯。大側型芯最大外形尺寸長×寬×高為280 mm×123 mm×60 mm，小側型芯最大外形尺寸長×寬×高為210 mm×115 mm×60mm。為保證4瓣側型芯以及側型芯與型芯的配合精度，大側型芯錐角設置為102°，小側型芯錐角設置為78°，且側型芯與型芯的配合錐角設置為4°。考慮到側型芯抽芯距較小，只有1.5 mm，側心型采用12°斜角的T型導滑槽進行側抽芯。考慮側型高度為60 mm，為保證產品冷卻效果，在側型芯部位設計冷卻水道如圖10中所示，水道直徑為φ8 mm，水從側型芯的外部進入及流出進行循環。

3.7澆注系統設計

由于產品尺寸較大而采用一模一穴結構，因此，模具采用雙分型面點澆口進料的澆注系統。因產品尺寸原因，經moldflow軟件仿真，確定最佳進料位置如圖11所示，采用4個點澆口進料。分流道采用梯形截面形狀，錐角20°，寬帶為8 mm，深度為6 mm，過渡圓角R2 mm。

3.8模具工作原理分析

模具動、定模合模，側抽芯機構、推出機構復位，熔料經塑化、計量后經注塑機注入模具密封型腔內，經保壓、冷卻后開模。開模的瞬間，在側型芯鎖緊塊10的作用下，4個側型芯11通過傾斜12°的T型導滑槽作用，同時往外抽芯；同時，在橡膠32的作用下，中間板14與定模板12率先分開，在拉料桿26的作用下，使澆注系統自動與塑件在點澆口位置分開；當澆注系統開模120 mm后，限位螺釘13碰到定模板12，之后主分型面打開，塑件在包緊力的作用下，跟隨動模一起運動；模具完全打開時，注射機頂桿推動頂出塊，頂出塊使推桿墊板2、推桿29、推件板(型芯鑲件)19運動而推出塑件，在機械手作用下取出工件，完成一次生產；再次合模時，在側型芯壓緊塊10的作用下使所有側型芯11往內復位，在側型芯壓緊塊10下部斜面與動模板8斜面的作用下，保證側型芯復位的準確性，模具型芯9、型腔17通過鎖緊塊21、20來保證模具合模的準確性(保證型芯、型腔自己間隙符合產品壁厚要求)，通過脫模機構在復位桿24和復位彈簧33的作用回退。如此重復，可完成塑件的批量生產。

4　結語

(1)模具采用雙分型面、點澆口進料澆注系統，能保證塑件外觀美觀。

(2)模具采用推桿、推桿推出機構，能保證塑件的脫模質量。

(3)模具在型芯、型芯鑲件、推件板、型腔、型腔鑲件以及側型芯多處采用循環式冷卻水道，能有效地保證塑件的成型質量。

(4)借助于moldflow軟件，能確保冷卻水道及澆口位置處于最佳位置。

[1]孟少明,聶慧萍,陳晨.電動玩具汽車附件注射模設計[J]. 制造技術與機床, 2014(5):31- 33.

[2]孟少明,聶慧萍,陳晨.32寸電視液晶顯示器后殼注塑模設計[J].中國塑料,2014(3):112-116.

[3]孟少明,聶慧萍,陳晨.滅菌器細小塑件組合注射模設計[J].現代塑料加工應用，2014(4):51-54.

[4]孟少明,陳晨.HTC手機保護套注射模設計[J]. 塑料科技,2013(3):74-76.

[5]黃魯燕，汽車內拉手雙色單模注塑成型技術[J].中國新技術新產品，2010(9)：118.

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Design of injection mold for two-tone sterilizer framework

MENG Shaoming①, NIE Huiping②, LIU Rong①, CHEN Chen①, LI Ka①

(①Hunan Chemical Vocational Technical College, Zhuzhou 412004, CHN;②Avic South Aviation Industry Limited Corporation, Zhuzhou 412000, CHN)

According to the size and structural characteristics of the two-tone sterilization box skeleton, determine the main structure of the mold using point gate injection molding, pushing plate handspike jointly launched agencies, customized semi-finished products mold and T-shaped guide chute side pumping core institutions. Finally, the structure and working principle of the die are described in detail. The production practice shows that the point gate can meet the quality requirements of the plastic parts, which is conducive to the filling of plastic parts.

two-tone; framework; mould design

孟少明，男，1981年生，講師，主要從事Pro/E模具設計等方面的教學和科研工作。

(編輯孫德茂)(2015-11-17)

160525

湖南省教育廳一般資助課題：雙色滅菌盒包膠注射成型技術的研究與模具開發(15C0469)