排風扇前蓋注射模設計

王春偉 ，黃正泳

1.廣西大學資源環境與材料學院（廣西南寧 530004）

2.廣西大學廣西有色金屬及特色材料加工重點實驗室（廣西南寧 530004）

1 塑件成型工藝分析

圖1所示為排風扇前蓋，材料為ABS，不允許有裂紋和變形缺陷，中小批量生產。ABS塑料是3種單體丙烯腈（A）、丁二烯（B）和苯乙烯（S）的三元共聚物，ABS塑料廣泛應用于機械、家電、汽車、飛機、輪船等制造工業。塑料樹脂ABS是目前應用最廣泛的聚合物，兼具硬、韌和剛相平衡的優良力學功能，它有機地將PB、PAN、PS的各種功能一致起來。ABS是丙烯腈（A）、丁二烯（B）和苯乙烯（S）三元共聚物，A是代表丙希腈，B是代表丁二希，S是代表苯乙希。ABS塑料特性：①丙烯腈讓ABS樹脂的耐油能力、化學平衡性、并具有一定的硬度以及鋼度；②丁二烯讓其韌性、耐寒性以及沖擊性有所進步；③苯乙烯讓其具備良好的介電能力和優秀的加工能力。大多數ABS塑料是沒有毒的，吸水率較低，室溫浸水1年吸水率不會超出1%而物理功能不起改變，不透水，但依然有點透水蒸氣。ABS塑件表面可以拋光，使塑件光澤度更高。

ABS塑料具有良好的機械性能以及綜合的物理性能，極好的高溫抗沖擊能力。ABS塑料耐水、無機鹽、不溶于大部烴類溶劑分或醇類，而容易溶于醛酮、醛、酯及某些氯代烴中。尺寸的穩固性、抗化學藥品性、電學性能、耐磨性、塑件加工以及機械加工能力比較好。ABS塑料熱變形溫度低可燃，耐候性比較差。熔融溫度在218℃～247℃，熱分解溫度在260℃以上或更高。

圖1 排風扇前蓋

（1）脫模斜度。

注射成品在冷卻過程中會發生收縮現象，在脫模過程中型芯型腔緊緊抱住塑件的突出部分，只有設定一定的脫模斜度，而且該脫模斜度必須在模具的開模方向上，這樣就不會因為脫模力過大而在推出塑件的時候損壞塑件的光滑表面。材料ABS為本次設計所選的注射成型材料，選擇模具的型芯脫模斜度則為1°。

（2）塑件的壁厚。

塑件的壁厚對注射成型工藝有較大影響，第一影響注射充模時的塑件的成型品質；第二對塑料的固化定型有影響。塑件壁厚正常為在1～4mm，該塑件壁厚均勻，整個塑件的壁厚除了外圍一小片體的壁厚均為0.5mm左右，其它都為1.5mm。

（3）塑件的圓角。

本次設計的塑件的轉角處和內部連接處采取圓角來過度，防止塑件應力集中，改進注射成型進程中的充模特性，本次塑件中間表面圓角半徑及圓角為3mm。

（4）孔。

大多數的塑料成品上基本都會伴隨各式各樣的通孔或盲孔，一般采取型芯成型。但型芯孔過于復雜時，會使模具加工難度加大，制造成本上升。本次設計塑件上下通用采用簡單型芯，側面3個通孔則采用側抽芯。

2 模具結構設計

2.1 分型面設計

塑料熔體在模具型腔內凝固形成型，分型面作為模具定模和動模的分界面。分型面的作用是影響成型塑件的形狀和結構，同時也關系到模具型腔排氣是否順利。最重要的是打開分型面后頂出塑件和澆注系統凝料。分型面的選擇原則如下:

（1）分型面的選擇要保證塑件外觀的表面質量，考慮能比較方便地清除飛邊，同時也能避免分型面上產生的溢料飛邊對塑件外觀的影響。

（2）分型面的選擇有利于脫模：分型面應取在塑件截面尺寸的最大處。而且使塑件留在動模部分，由于推出機構經常設置動模的一側，把型芯設置在動模部分，塑件冷卻收縮過后包緊型芯，讓塑件留在動模，這樣有利于脫模。若塑件的壁厚較大，內孔比較小或者有嵌件時，為了讓塑件留在動模，一般應將型腔也設在動模一側。對于大多數拔模斜度小而且塑件高度比較高的塑件，可以把分型面設置在塑件的中間位置，這樣可以方便塑件脫模。但此塑件外形表面有分型的痕跡。

（3）分型面的選擇應有利于塑件的精度要求及外觀質量。

（4）分型面的選擇應方便成型零件型芯、型腔的加工。

（5）分型面的選擇應方便塑件脫模。

（6）分型面盡可能選擇可讓塑件在開模之后留在動模一側。

此模具采用三板模點澆口，分型面選擇在塑件脫模方向的最大投影補位。分型面選擇可讓塑件在開模之后留在動模一側。

2.2 型腔數目確定

排氣扇前蓋零件的尺寸較大，在本次設計中采用點澆口，還有3個側抽芯，為了獲得表面光滑、外形清晰的塑件，而且塑件比較復雜，采用的澆口必須易成型，點澆口則適用于外觀要求高的殼類塑件，滿足排氣扇前蓋設計的要求及注射成型成功概率，因此采用1模1腔，進行排氣扇前蓋的加工及生產。

2.3 主流道設計

（1）主流道的長度：主流道的長度L要配合好模具裝配，本次排氣扇前蓋設計中初選L=75mm進行注塑模設計。

（2）主流道小端的直徑：小徑d=XS-ZY-500注塑機的噴嘴尺寸+（0.5～1）=（3.5+0.5）=4mm。

（3）模具主流道大端直徑：大徑D=d+2Ltan（α/2）=φ8mm。

（4）模具主流道球面半徑：R=18+2=20mm。

（5）球面的配合高度：h=3mm。

（6）可以在出料口的末端設計半徑r=3mm，方便主流道中的熔料的進入分流道，如圖2所示。

3 模具結構及工作過程

模具結構如圖3所示。

圖2 主流道襯套（澆口套）

模具工作過程：

第一次分型（Ⅰ-Ⅰ）：當動模側受到注塑機的拉力時，脫料板9與定模固定板14之間沒有任何的阻礙，開閉器36裝在定模固定板14和動模固定板18之間（保證定模固定板14和動模固定板18不會先開模分型），此時裝在脫料板9上的小拉桿彈簧10作用下脫料板9與定模固定板14首先分開，固定在定模座板7上的彎銷34開始帶動定模固定板14上T型導滑槽上的側抽芯滑塊38，當彎銷34完全脫離滑塊時，滑塊被定模固定板上的彈簧球頭銷45定位，完成側抽芯運動。

第二次分型（Ⅱ-Ⅱ）：定模固定板隨著動模固定版起向后運動，當其運動到小拉桿6被限位塊擋住時（這段距離必須大于料頭長度在這里設定為220mm），由于定模固定板和注塑機繼續向動模側向后運動，在這個時候同也繼續帶動小拉桿，小拉桿同時帶動脫料板運動一個設定距離（在此行程螺絲上設計為8mm），用來將料頭打下，在這個設定距離內運動完后，小拉桿及定模固定板都停止向后運動。

第三次分型（Ⅲ-Ⅲ）：此時注塑機繼續向后運動同時帶動動模，這時拉力則不斷增大，力達到并且超過開閉器36鎖緊力時，定模固定板與動模固定板分開，定模固定板和動模固定板分開的距離設計為140mm，當動模固定板時停止不動后，再由推板推動推桿19將塑件頂出。

合模過程：合模過程當頂出板上有彈簧回，在合模前，一般情況也由彈力彈回，在注塑機的推動下動模向定模運動，動模固定板壓向定模固定板及脫料板，最后模具完全合緊。

4 結束語

該模具采用斜導柱實現外側向抽芯動作，采用拉料桿保證凝料的脫落，推板推動推桿推出塑件。經生產實踐，開合模運行流暢，塑件質量合格。極大地降低了勞動強度，并降低了模具生產成本。