洗衣機(jī)蓋板熱流道注射模設(shè)計(jì)

陳瑞兵

（東莞理工學(xué)校，廣東東莞523000）

1 塑件結(jié)構(gòu)分析

圖1所示為洗衣機(jī)的上覆蓋板塑件，塑件尺寸為397.637×475.789×42.174mm，其材料為ABS，收縮率為：0.3%~0.7%。動(dòng)定模型芯型腔采用鑲拼式，成型零部件材料采用2738鋼。塑件屬于外觀件，外表面需進(jìn)行磨砂處理。塑件內(nèi)部扣位比較多，整副模具共有31個(gè)斜頂，其局部骨位較深，考慮到排氣問題也需要拆鑲件處理，再加上頂桿、螺釘、水路，致使模具內(nèi)部錯(cuò)綜復(fù)雜，如何合理的布局是在設(shè)計(jì)時(shí)重點(diǎn)要考慮的問題。

圖1 塑件3D圖

在依次完成補(bǔ)片實(shí)體化、拔模、調(diào)整收縮率后，進(jìn)行斜率分析。根據(jù)圖2所示的位置，A區(qū)域的表面為正拔模角度，B區(qū)域的表面為負(fù)拔模角度，兩者之間有一條分界線，而B區(qū)域與右側(cè)底平面存在高度差，為了更好的將其連接在一起，需要切割B區(qū)域面做段差處理。

圖2 斜率分析

圖3中扣位需要拆斜頂，但其頂部有一骨位，塑件在頂出時(shí)，在收縮包緊力的作用下，可能會出現(xiàn)鏟膠的情況，為此該處與斜頂接觸的表面需要做加膠處理。而圖4中，左側(cè)同樣存在高低落差的臺階，不論分型面設(shè)計(jì)在上方或下方，都需要切割表面做段差處理，同時(shí)也要考慮更好的與右側(cè)的骨位分型面連接。

圖3 骨位斜膠分析

圖4 分析高低落差分型

2 塑件分型設(shè)計(jì)

（1）有落差且在轉(zhuǎn)角處分割段差的分型面處理。

通過觀察圖5中K處放大可知，若將右側(cè)“底部臺階面”通過擴(kuò)大面的方式創(chuàng)建分型面片體I，將會切割右側(cè)區(qū)域的側(cè)立面如右圖所示；隨后抽取+Z方向等斜度曲線后，并沿著45°方向拉伸形成片體Ⅱ的擦穿面；再通過擴(kuò)大面形成片體Ⅲ。片體I將原表面分割成動(dòng)、定模兩個(gè)成型面，其拔模角度相反，形成段差。

圖5 等斜度曲線段差分型處理

（2）有落差在平面處做擦穿面形成段差的分型面處理。

如圖6所示，右側(cè)骨位底面通過擴(kuò)大面直接與左側(cè)做平，此處的扣位即斜頂?shù)捻敳浚m當(dāng)?shù)倪M(jìn)行加膠0.1mm，避免在頂出時(shí)出現(xiàn)鏟膠的現(xiàn)象。左側(cè)臺階的落差0.352mm，直接從底面通過擴(kuò)大面延伸，將段差的位置設(shè)計(jì)在圓弧角的右側(cè)，并傾斜3°形成擦穿面。當(dāng)豎立面切割后，形成了A區(qū)域及B區(qū)域，A區(qū)域面定義為前模面正拔模角，兩側(cè)B區(qū)域面定義為后模面負(fù)拔模角，隨即兩區(qū)域之間形成段差。

圖6 高低落差與骨位連接段差分型設(shè)計(jì)

3 型芯型腔設(shè)計(jì)

如圖7所示，在調(diào)整完收縮率后的塑件尺寸為399.625×478.168×42.385mm，考慮到塑件本身尺寸較大，斜頂、頂桿占用了部分位置，還要兼顧虎口尺寸、封膠面尺寸、冷卻水路的布局以及螺釘安裝的空間。因此，分型后的型芯型腔長寬尺寸在塑件的基礎(chǔ)上擴(kuò)大50mm。

圖7 型芯型腔結(jié)構(gòu)

4 斜頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

觀察圖8a可以看到此處扣位是個(gè)斜面，若沿著斜面設(shè)計(jì)斜頂就形成了擦穿面不易加工和配模，因此將斜頂?shù)呐_階面向上多包一些做成平面形成碰穿面。圖8b中右側(cè)骨位有凹槽，若將斜頂包進(jìn)去頂出時(shí)就無法位移，若直接做到骨位側(cè)面則斜頂?shù)膫?cè)面就會變成斜面，斜頂上端尺寸小下端尺寸大又無法頂出，為此該處進(jìn)行加膠處理，保證斜頂?shù)膬蓚?cè)面均為平面，同時(shí)需要注意所有的斜頂?shù)膶挾榷家≌麛?shù)。圖8c中斜頂將周邊的骨位包進(jìn)去一半左右，其目的是因?yàn)楣俏惠^深，不便于加工且不利于排氣。圖8d斜頂?shù)捻斆嬗信_階面，頂出時(shí)容易鏟膠，進(jìn)行加膠有效地避免了此問題。所有斜頂在保證頂出空間足夠的前提下盡量將斜頂角度設(shè)計(jì)大一些，這樣就可以使頂出距離變短。

圖8 斜頂結(jié)構(gòu)

5 鑲件拆分設(shè)計(jì)

分析塑件結(jié)構(gòu)特征，拆分除了強(qiáng)度不足、易損等部位鑲件外的特殊鑲件。如圖9a所示，該位置的骨位深度為17.761mm，比較深，加工困難，排氣問題也無法解決，鑲件將骨位對稱包膠，以包膠位為基準(zhǔn)確保鑲件厚度尺寸為整數(shù)。圖9b中，此位置是骨位的邊緣，熔融的塑料在充型過程中也很容易困氣填充不滿或燒膠，因此鑲件也做包膠處理。圖9c中，鑲件周圍3個(gè)方向都有骨位，均需要進(jìn)行包膠，在設(shè)計(jì)時(shí)只需盡量將鑲件的尺寸取整即可。

圖9 鑲件拆分結(jié)構(gòu)

6 頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

由于該模具頂出系統(tǒng)中斜頂就有31個(gè)，其它相關(guān)零部件也較多，合理的設(shè)計(jì)順序，能夠降低后續(xù)調(diào)整的麻煩。如圖10所示，在塑件分型后首先是進(jìn)行斜頂?shù)牟鸱郑{(diào)用模架后要及時(shí)將滑座設(shè)計(jì)好，必須保證斜頂之間的運(yùn)動(dòng)不能相互沖突；隨后將必要的鑲件拆分出來，解決困氣、加工問題，接著觀察局部是否要多布置一些頂桿輔助頂出。考慮到模具較大，設(shè)計(jì)了標(biāo)準(zhǔn)分布的7個(gè)穿孔平衡頂出，然后再設(shè)計(jì)對稱的限位柱控制頂出距離30mm，需要注意的是限位柱要靠近穿孔附近，降低頂桿面板、底板的變形量，撐頭的布局從對稱中心向兩側(cè)對陣布置即可，水路與其它零部件的距離控制在4mm以上并均勻分布，最后再將型腔、型芯的緊固螺釘在剩余空間位置均勻分布即可。

圖10 頂出系統(tǒng)布局設(shè)計(jì)

7 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖11所示為冷卻水路布局圖。動(dòng)模部分受頂出系統(tǒng)相關(guān)零部件的影響，大部分水路沿著X方向設(shè)計(jì)最合理。由于該模具較大設(shè)置了擠壓塊，導(dǎo)致了動(dòng)模部分中間兩條水路的水嘴設(shè)計(jì)在了同一方向上。定模部分因水路受到熱流道、擠壓塊、定模鑲件的影響，無法在X方向合理布局水路，因此只能將水路沿著Y向設(shè)計(jì)，給模具的安裝帶來一定的麻煩，但能更好地起到冷卻作用。

圖11 冷卻系統(tǒng)水路設(shè)計(jì)

8 模具工作過程

（1）模具結(jié)構(gòu)如圖12所示，開模時(shí)，模具從動(dòng)、定模板之間的分型面處開始分型，塑件19在收縮包緊力作用下，粘在動(dòng)模型芯表面上隨著動(dòng)模部分一起開模。

圖12 模具結(jié)構(gòu)

（2）當(dāng)動(dòng)模運(yùn)動(dòng)到一定距離后，注塑機(jī)上的7根頂棍頂在頂桿墊板25上，推動(dòng)頂桿墊板25及其上面的斜頂20、頂桿2、復(fù)位桿21等零部件進(jìn)行頂出運(yùn)動(dòng)，彈簧23、29也被壓縮30mm，隨后塑件19從動(dòng)模脫離掉落。

（3）重新合模時(shí)，頂出系統(tǒng)先在彈簧力的作用下進(jìn)行復(fù)位，當(dāng)動(dòng)、定模板貼合、復(fù)位桿21頂?shù)蕉０搴螅敆U墊板25與垃圾釘穩(wěn)固貼合，確保頂出系統(tǒng)復(fù)位的準(zhǔn)確性。

（4）最后注射成型系統(tǒng)將會進(jìn)行新一輪的注射、保壓、冷卻、開模的流程。

9 結(jié)束語

論述了塑件在分型方面幾處比較典型的特征，詳細(xì)描述了段差的設(shè)計(jì)方法。模具中有大量的斜頂結(jié)構(gòu)，著重介紹了拆分斜頂和鑲件的相關(guān)細(xì)節(jié)，并對動(dòng)模部分零部件布局的設(shè)計(jì)順序及細(xì)節(jié)進(jìn)行了詳細(xì)分析。該模具的部分結(jié)構(gòu)、特征具有很好的借鑒意義。