固定電話下蓋注塑模具設計

戴益波，陳 攀，郭宇航

（江蘇科技大學材料科學與工程學院，江蘇鎮江 212003）

0 引言

塑件零件圖如圖1所示，考慮到人們使用固定電話的方式以及人們對固定電話的使用要求，所選的材料應具有較好的耐磨性和較高的性價比，最終確定塑件的材料為ABS樹脂材料。塑件的的最大尺寸為225.0 mm×175.0 mm×40.0 mm。該塑件的尺寸適中，整體結構并不復雜，以ABS樹脂材料作為填充物可以較輕易的一次澆注成型。根據ABS樹脂材料的特性并結合生活需要，固定電話下蓋的表面精度等級不需要太高，太高的等級精度難免會增加不必要的成本。塑料制品的等級精度一般分為3～5三個等級精度[1]，本次固定電話下蓋的精度等級選擇一般精度4級。

圖1 塑件零件圖

1 模具設計

本次模具設計中分型面創建在塑件的最大截面處。固定電話下蓋是一個殼狀結構，而固定電話的四周都是薄壁，這就對塑件的成型要求比較高。因為一旦塑件的成型沒有達到要求，薄壁部分彎曲或不在同一平面，都將直接導致最終產品的不合格。而多型腔雖然生產效率高，但是產品的成型不太可能保持一致，一旦有次品出現，都將導致成本的增加。所以結合實際生產考慮，本次固定電話下蓋模具設計的型腔數目確定為1，也就是單型腔。通過塑件注射量的計算，選擇型號為XS-ZY-500的注塑機[2]。模具總裝圖如圖2所示。

圖2 總裝圖

1.1 澆注系統的設計

澆注系統由主流道、分流道和澆口組成，連接著注塑機的噴嘴和模具型腔[3]。澆注系統的設計必須考慮到所選塑件材料的成型特性，不同材料在凝料后與模具的分離難易程度也不同，對此相應澆道的尺寸也應隨之改變，以減少工藝成本和保證塑件成型美觀。

1.1.1 主流道的設計

主流道設計時應注意以下幾點：（1）主流道中的最小處直徑應大于注塑機噴嘴尺寸1～2 mm，否則會對后期的脫模增加困難；（2）主流道與分流道接口處應設有圓角，以減小熔融塑件材料轉向時所產生的力；（3）由于在塑件材料填充過程中，主流道內的熱量十分集中，應當設有相應的冷卻措施[4]。主流道的設計如圖3所示。

圖3 主流道的設計

1.1.2 分流道的設計

分流道在設計時應注意以下幾點：（1）在保證熔融的塑件材料最終能夠良好成型的條件下，分流道的截面積和長度應盡量減小，以減小澆注時的熱量損失；（2）如果分流道的長度較長，應該在分流道的末端設一小槽用來容納注射時原本存在于型腔內的空氣；（3）分流道和澆口的連接處應當較為光滑，這樣有利于熔融塑件材料的流動。分流道的設計如圖4所示。

圖4 分流道截面圖

1.1.3 澆口的設計

在設計澆口的位置和尺寸時應注意以下幾點：（1）澆口截面的尺寸要根據制品來確定，若制品的尺寸較大，則澆口的尺寸也應較大；（2）澆口應盡量在壁厚最厚處并距離各型腔的總距離盡量小；（3）澆口的位置應設計在不影響塑件外觀的部位[5]。澆口的設計如圖5所示。

圖5 澆口的形狀

1.2 推出機構的設計

推出機構在設計時有以下原則：（1）塑件盡量留在動模上；（2）推出方式要合理；（3）不影響塑件外觀；（4）準確可靠[6]。綜合上述設計原則，推出機構的設計如圖6所示。

圖6 推出機構

1.3 冷卻系統及排氣系統的設計

冷卻系統的設計原則：（1）為了讓塑件各部位的冷卻效果相近，冷卻水道應在型腔周圍分布地盡量廣泛和均勻；（2）在澆口的位置，冷卻水道應設計的盡量多或者冷卻水道的直徑應盡量大，以達到加強冷卻的效果；（3）冷卻水道在彎折或其他易漏水處應套上塑膠密封線圈來防止漏水[7]。冷卻水道的設計如圖7所示。

圖7 冷卻水道示意圖

本次模具設計的排氣方式采用間隙和分型面排氣的方式，排氣槽設置在分型面上。

2 總裝

裝配時有3種基準供考慮：（1）對于形狀復雜的型芯型腔，通常先加導柱和導套裝備孔，然后以該裝備孔作為裝配基準；（2）在裝配導套導柱零件時，以模具的模板側面為作為裝配基準；（3）以模具凸模或者凹模的表面作為裝配基準，其余零件作為參考基準。

選定裝配基準后，按照順序正確地裝配各個零件。當模具安裝完成后，要認真仔細地調試各個活動部分，看看是否有卡滯或爬行的情況，以確保各個活動部分都在準確的位置。當模具合上后，檢查分型面縫合地程度，看分模面的間隙是否足夠小，從而保證不會發生溢料的情況。最后檢查冷卻系統，以防冷卻水道發生漏水的情況。

當模具正確安裝后，本次固定電話下蓋注塑模具設計的總裝配圖如圖8所示。

3 結束語

基于UG繪圖軟件完成了固定電話下蓋的模具設計，塑件的材料選擇根據耐磨性和其他各方面的考慮，最終選擇ABS樹脂材料。模具型腔布局為一模一腔，分型面創建在塑件的最大截面處。共布置4根冷卻水道，塑件的上下兩邊各布置2根冷卻水道，冷卻水道的直徑為10 mm。

圖8 模具總裝配圖