塑料批量生产的模具结构设计方案

2023-06-30 理论教育版权反馈

【摘要】：为了确保塑料熔体的流动性，模具应采用热流道的结构。下面以“溢流管”在不同批量情况下的模具结构设计为例，来说明“批量”要素对模具结构方案的影响作用。

“塑料”品种是影响模具温控系统的因素，其收缩率又是影响模具型腔与型芯尺寸的主要因素。“批量”要素是影响模具自动化、效率和使用寿命的因素。

1.注塑件的“塑料”要素与模具结构方案的可行性分析

【例3-26】该注塑件为洗衣机的脱水桶盖板，其外表面不允许存在分型面、浇口和推杆脱模的痕迹。模具采用了推杆9和脱件板15的定模脱模结构（见图3-36），以确保注塑件外表面的美观性。由于热喷嘴5中主浇口的长度过长，塑料熔体还未进入模具的型腔就接近高弹态，加上注塑件的面积太大，注塑件无法被填充满。为了确保塑料熔体的流动性，模具应采用热流道的结构。同时，为防止塑料因模具型腔温度过热而被分解或过热碳化，在模具的动模板17和定模镶件11及定模镶件13中设置了冷却水道。

图3-36 脱水桶盖板注射模热流道的设计

1—模脚 2—推板 3—导柱 4—定位圈 5—热喷嘴 6—电加热器 7—支座 8—卡环 9—推杆 10—定模板 11、13—定模镶件 12—定模镶件 14—复位杆 15—脱件板 16—拉板 17—动模板 18—模脚

【例3-27】大型客车司机门锁主体部件注塑模，如图3-37所示。为满足“外观”要求，注塑件上不能存在任何的模具结构成型痕迹。该注塑模采用了定模脱模的方案，但这样会导致主流道过长，为此将浇口套1改为加深型，可防止主流道的料流过早降温而导致注塑件产生缺陷。

2.注塑件的“批量”要素与模具结构方案的可行性分析

小批量注塑件的模具在能完成抽芯和脱模等基本动作的情况下，结构可以尽量简化；而大批量的注塑件则需要多模腔和高度自动化的模具进行成型加工。下面以“溢流管”在不同批量情况下的模具结构设计为例，来说明“批量”要素对模具结构方案的影响作用。

图3-37 司机门锁主体部件注塑模

1—加深型浇口套

【例3-28】溢流管，如图3-38a所示。当批量小时，其模具结构如图3-38b所示。成型ϕ18mm的圆柱孔与梯形扁孔时，可以采用活块2成型。溢流管与活块2脱模后，再由人工取出活块2。成型4×ϕ16mm的圆柱孔时，可以采用由型芯导销5、圆柱销6和型芯7组成的简易抽芯机构进行成型与人工抽芯。主流道凝料1也由人工用手钳拔出，其目的是尽量简化模具结构。由于溢流管成型加工的效率低，其生产的成本也偏高。

图3-38 溢流管与用于小批量生产的模具结构方案

a）溢流管零件图 b）用于小批量生产的模具结构

1—主流道凝料 2—活块 3—推杆 4—开槽盘头螺钉 5—型芯导销 6—圆柱销 7—型芯

当中批量生产时，可以采用半自动化的机械结构，来适当地提高模具成型加工的效率。其模具结构（见图3-39）与用于小批量生产的模具结构的区别是采用了斜导柱5和滑块6以实现自动抽芯，提高了溢流管成型加工的效率，也降低了溢流管的成本。

当溢流管大批量生产时，可以在中等批量模具结构方案（见图3-39）的基础上，将活块2分成两段并采用斜销滑块抽芯机构，这样在溢流管型腔的成型过程中就能够实现自动抽芯和复位。但由于浇口在模具的中心部位，在熔体很大注射冲击力的作用下，伸出长度很长的锥形孔型芯会向下产生翘起变形。这样会造成溢流管壁厚不均匀，甚至是破损。即使将两处的型芯采用配合对接的办法，也不能解决溢流管壁厚不均匀的问题。同时，还会因为该处型芯过长而使得模具外形尺寸过大。为了克服这种现象，可以采用以下模具结构方案。

图3-39 用于溢流管中批量生产的模具结构方案

1—主流道凝料 2—活块 3—推杆 4—内六角圆柱头螺钉 5—斜导柱 6—滑块 7—圆柱销 8—型芯

若只允许溢流管存在分型面的成型痕迹，而不允许存在其他模具结构的成型痕迹时，可采用图3-40所示的模具结构。该结构采用了爪形浇口，利用爪形浇口的锥体定位，可防止动模型芯9的倾斜。溢流管外形和5×ϕ3mm孔，可以依靠前后两斜导柱5、前后滑块6和小型芯7进行成型与抽芯；4×ϕ16mm孔，则可依靠左、右两斜导柱3、左右型芯2和左右滑块1进行成型与抽芯。溢流管可依靠推管8将注塑件从动模型芯9上脱模，主流道冷凝料则依靠爪形浇口中的冷凝料脱浇口。故溢流管上除了具有分型面的痕迹外，不会存在浇口和脱模的痕迹。

注塑模结构方案的常规分析法，只适用于一些简单和中等复杂注塑件模具结构方案的分析。但其毕竟是注塑模结构方案分析的基础，只有在掌握了这些基本功之后，才能去更好地解决复杂注塑件模具结构方案的可行性分析与论证。特别是对初学者而言，一定要从基础着手，待积累了一定的经验后，才能够处理复杂的注塑件及其模具结构的设计。

图3-40 溢流管与大批量的模具结构方案

1—左右滑块 2—左右型芯 3—左右斜导柱 4—前后楔形块 5—前后斜导柱 6—前后滑块 7—小型芯 8—推管 9—动模型芯

塑料批量生产的模具结构设计方案

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