基本介紹
- 中文名：擋泥板注射模具設計及製造
- 材料：ABS
- 顏色：灰色
- 長：350mm
工藝分析,模具設計,加工工藝,配模工藝,模具組裝,
工藝分析
該塑件如圖1所示，材料為ABS，顏色為灰色，每件重202g，長350mm，寬90mm，最大壁厚為 4.5mm，最小壁厚為1.5mm。
成型後要求表面平整光潔，無影響外觀的縮印、熔接痕、銀絲、分色、缺料、飛邊、裂紋和變形等工藝缺陷。擋泥板輪廓與輪胎在周向保證良好均勻間隙。塑件連線處適當加厚，以保證其裝配牢固而可靠，但不得有任何干涉現象。
零件的尺寸精度按GB/T14486-MT5級執行，塑件內表面粗糙度為Ra1.6μm，塑件外表面粗糙度為Ra0.8μm。為了便於從注射模內取出塑件和保證塑件表面不被拉傷，將脫模斜度設為1.5°。在塑件的連線處採用適當的圓角過渡，避免塑件產生應力集中和裂紋。為了不影響外觀，決定採用潛伏澆口進料。
注射成型工藝條件為：收縮率為0.5%。射嘴溫度為：一段為200～220℃，二段為220～235℃，三段為205～220℃，四段為190～215℃，五段為180～195℃，注射壓力為40～55Mpa，注射時間為3～8s，保壓時間3s，冷卻時間15～20s，成型周期19～31s。
模具設計
1、分型面的選擇及排氣槽設計
考慮到動、定模芯的機加工工藝性與潛伏澆口、澆注系統位置的合理布置，設定如圖2所示分型面，這樣既不會影響塑件的尺寸精度及外觀，避免產生飛邊，同時又能使塑膠完好地成型，有利於脫模，且使塑件完全留在動模，便於頂出塑件。
圖2 擋泥板分模
圖2 擋泥板分模排氣槽設定的位置選在分流道末端及熔融塑膠體的熔合線處，排氣槽深度≤0.05mm，寬度為10mm，以防溢流，同時塑件還可通過分型面與動模芯和頂桿、定模芯的配合間隙進行排氣，以確保整個塑件良好地排氣。
2、澆注系統的設計
該模具採用 1 模 1 腔結構，塑件外表面不允許開設澆 口，以免影響其外觀。又考慮到取料時，在塑件與澆注系統 連線處能自動剪斷，因此決定在背部外圍曲面上採用具有直 流道與分流道的潛伏澆口澆注系統。
通過運用MoldFlow軟體進行流動分析，得出如圖3所示的最佳潛伏澆口數量與位置，合理的流道系統形狀和排布位置，並對型腔尺寸、澆口尺寸和流道尺寸進行最佳化。在主流道和分流道末端設有冷料穴，以防澆口被熔融塑膠前鋒面上的冷料堵塞。為了使主流道凝料易於脫出主流道襯套，將主流道設計成錐度為3°的錐形，主流道襯套(圖3中19)小端直徑為6mm，其球面半徑為20mm，內表面 粗糙度為Ra0.4μm。為了易於頂出分流道中的凝料，決定採用改進梯形截面(其尺寸為：大端為13mm，深為8mm，根部圓角為 R5，斜度為 6°)。為了使潛伏澆口凝料易於脫出，將潛伏澆口設計成錐度為 15°的錐形，其中潛伏澆口小端直徑為1.5mm，以便於開模時將潛伏澆口自動拉斷。
圖3 擋泥板注射模
圖3 擋泥板注射模3、脫模機構設計
由於該塑件採用潛伏澆口進料，就使得模具中心與擋泥板
中心不重合，兩者之間相差15mm(如圖3 所示)，這樣就只能採用斜澆口套進料，為了便於脫模，決定採用勾料桿(圖3中25) 進行反拉，使得澆注系統脫離澆口套。由於擋泥板高度落差較大，因此在設計導柱(圖3中5) 時一定要保證導柱先進導套(圖3中4)後，動模型芯(圖3中8、9和16)才進入定模芯。同時，擋泥板採用異形可止轉頂桿進行頂出。動模側塑件是靠頂桿(圖3中21) 和澆口桿(圖3中29)頂出。整個脫模機構採用彈簧頂出復位系統，以確保頂出平穩和可靠。
4、模溫調節系統設計
該模溫調節系統主要根據動、定模芯的結構特點以及模具元件的分布來布置水道。為了避免冷卻水道與相關的模具元件發生干涉，而又不影響其冷卻效果，決定採用如圖 3 所示的一進一出冷卻水道，其直徑為 10mm，同時在動、動模芯的每路水道上設有 2～4 個翻水孔。為了防止漏水，在動模套板上開設密封槽，採用密封圈 (圖 3 中 13) 進行密封。
5、模具結構及工作過程
該模具屬於兩板模，模具最大外形尺寸為550mm350mm×390mm，模架自製，選用WG-450t 注塑機。模具所有活動部分保證定位準確，動作平穩可靠，不得有歪斜和卡滯現象，固定零件不得有相對竄動。
模具工作過程為：動、定模合模，熔融塑膠經塑化、計量後注入模具密封型腔內，經保壓、冷卻後開模。開模時，進行如圖3所示的分型，定模芯(圖3中10) 與動模套板(圖3中28)、動模芯(圖3中11) 分開，同時定模型芯(圖3中14) 也慢慢脫離塑件，此時，定模側的流道凝料完全脫出，當到達設定開模行程420mm後，注塑機頂出油缸進，裝在復位桿(圖3中15)上的4個45mm模具彈簧開始工作，頂出機構在彈簧的帶動下將塑件從動模芯(圖3中11)中頂出，當運動到設定頂出行程80mm後，取出動、定模側的流道凝料和塑件。動、定模合模同時，注塑機頂出油缸退，頂出機構在注塑機頂桿的帶動下依靠彈簧將勾料桿(圖3中25)、頂桿(圖3中21)和澆口桿(圖3中29)等復位，一個注射周期也隨之完成。
加工工藝
定模芯的具體加工工藝為：備料(該材料為P20，預硬處理) →粗銑六面→磨基準→打孔攻絲→數控粗加工→數控精加工(定模芯周邊角落處採用精雕加工) →精銑基準對角→除毛刺→粗拋光→精拋光。吸收以往的教訓，在定模芯進行數控精加工前，應對工件進行去應力處理，以防止工件的變形與開裂。
動模芯的具體加工工藝為：備料(該材料為 P20，預硬處理) →粗銑六面→磨基準→打孔攻絲→數控粗加工→數控精加工→電火花加工→線切割加工→精銑基準對角→除毛刺→粗拋光→精拋光。
型芯的具體工藝為：備料(該材料為 P20，預硬處理)→粗車→磨基準和精車→精銑→ (配模)。其他零部件的加工 工藝按常規工藝進行即可。
配模工藝
在零部件裝配過程時，必須先檢查重點零部件的配合尺寸與形狀(特別是需不需要倒角，可能也有一些是圓角牛鼻刀具在加工時產生的圓角)，以免在裝配時產生干涉。
型芯在裝配過程中顯得非常重要，因為它在機械加工時，底部留有0.2mm餘量，以免發生其在裝配過程中達不到尺寸要求。而型芯裝配好後，必須測量出各個型芯的實際安裝尺寸，然後再進行線切割，加工其底部形狀，從而確保型芯裝配到位。
動模芯的裝配採用基準角對角上用斜面定位，而不採用直面定位，因為那樣不好測量模芯實際加工餘量需去除多少，而且進行二次加工時難以控制加工精度。因此將餘量完全留在楔緊塊前端的錐度段上，配模時不僅去除錐度段上的餘量方便，而且動、定模芯裝配也很到位，避免錯位的發生。動套板、定模芯裝配時留有0.5mm的間隙，以方便檢測動、定模芯是否完全裝配到位，同時有利於排氣。其他零部件的配模工藝按常規工藝進行即可。
這樣，整個模具的實際配模時間比以前大大縮短，只需要幾天的時間就可完全配好一副模具。
模具組裝
塑件尺寸精度的高低主要取決於模具的組裝技術要求，為了生產出優質的注塑件，必須對模具的組裝提出嚴格的要求，該模具的組裝技術要求如下。
1、 模具分型面與安裝平面或支承面之間的平行度偏差，在200mm長度以內不大於0.05mm。
2、模具安裝在注射機上時，其分型面應保持良好的閉合狀態。允許有不大於0.03mm的間隙 (排氣槽除外)。
3、成型鑲塊和澆口系統零件的分型面不允許低於模板分型面，其高出不得大於 0.1mm。
4、導柱和導套在裝配後，其軸線與模板平面的垂直度偏差，在200mm 內不大於 0.03mm。
5、模具的各活動零部件裝配後應靈活，在室溫狀態下用手施力時，各相互關聯的活動零部件不應產生卡滯現象。
6、頂桿允許高出成型表面不超過0.1mm，復位桿則應與定模的分型面接觸為準，允許低於分型面不超過 0.05mm。
7、 推桿在推桿固定板中應靈活轉動，允許其軸向竄動量不大於 0.05mm。
8、模具上開設的排氣槽應呈曲折狀引出，其深度在0.1mm～0.15mm，嚴禁將排氣槽從型腔直接引向操作者的一側。
9、流道轉接處應光滑連線，鑲拼處應密合，拔模斜度≥5°，表面粗糙度小於 Ra0.4μm。
