耳機(jī)支架注射模設(shè)計(jì).pdf

12D i e a n d M o u l d T e c h n o l o g y N o . 6 2 0 0 5 0 引言 塑料件的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮企業(yè)實(shí) 際生產(chǎn)的具體要求特別是小型塑件的模具設(shè) 計(jì)受位置的限制抽芯機(jī)構(gòu)的選擇十分有限 這就產(chǎn)生了抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與模具尺寸互相制約 的問題澆口位置的選擇也會(huì)直接影響塑件的表 面質(zhì)量下面通過一個(gè)實(shí)際耳機(jī)支架模具的設(shè)計(jì) 對(duì)此進(jìn)行分析 1 塑件結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 圖1 是某音響制品公司音響配件耳機(jī)支 架零件三維圖整套產(chǎn)品包括左支架和右支架 中間通過圓柱銷連接塑件材料為P B T 黑色 常溫下具有優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性但是注塑成型 收稿日期2 0 0 5 - 0 8 - 2 5 作者簡(jiǎn)介潘建新1 9 6 6男碩士研究生 文章編號(hào)1 0 0 1 - 4 9 3 4 ( 2 0 0 5 ) 0 6 - 0 0 1 2 - 0 4 耳機(jī)支架注射模設(shè)計(jì) 潘建新 湖南大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院湖南長(zhǎng)沙4 1 0 0 8 2 摘要根據(jù)耳機(jī)支架塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)介紹了其模具的設(shè)計(jì)過程采用點(diǎn)澆口形式提 高了產(chǎn)品的表面質(zhì)量采用斜滑塊內(nèi)外側(cè)向抽芯及斜頂塊結(jié)構(gòu)不但使模具布局合理而且 解決了難出模的問題最后還詳細(xì)說明了其模具的工作過程 關(guān)鍵詞耳機(jī)支架點(diǎn)澆口側(cè)向抽芯注射模 中圖分類號(hào)T G 2 4 1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼B A b s t r a c t : A c c o r d i n g t o t h e s t r u c t u r a l c h a r a c t e r i s t i c s o f e a r p h o n e b r a c k e t t h e d e s i g n p r o c e s s o f i t s m o l d i s i n t r o d u c e d B y u s i n g p i n - p o i n t g a t e , a p p e a r a n c e q u a l i t y o f t h e p r o d u c t i s i m p r o v e d b y u s i n g i n n e r a n d o u t e r s i d e - c o r e s l i d e s a n d a n g l e d - l i f t s t r u c t u r e s t h e l a y o u t o f t h e m o l d i s m a d e r e a s o n a b l y a n d t h e d i f f i c u l t y o f d e m o u l d i n g i s s o l v e d F i n a l l y T h e w o r k p r o c e s s o f t h e m o l d i s e l a b o r a t e d K e y w o r d s : e a r p h o n e b r a c k e t ; p i n - p o i n t g a t e s i d e - c o r e s l i d e i n j e c t i o n m o l d 時(shí)其收縮率比較大一般取1 8該材料化學(xué) 名稱為聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯其玻璃化溫度 低模具溫度在5 0 時(shí)即可迅速結(jié)晶加工周期 短 客戶要求塑件外觀光滑無飛邊無接痕 線無熔接痕跡由于該套產(chǎn)品一端要通過柱銷 圖 1左支架及右支架立體圖 模 具 技 術(shù) 2 0 0 5 . N o . 613 連接另一端要連接裝飾片所有尺寸精度要求 高 在左右支架的一端側(cè)面上圖1 中局部 處各有一個(gè)1 . 5 m m 的通孔另一端柱 銷連接部分各有一側(cè)凹處圖1 中局部 處這兩部分的成型都必須采用抽芯機(jī)構(gòu) 塑件總體積較小形狀不規(guī)則整體看起來 像一段圓弧但所占空間體積比較大一個(gè)支架 就達(dá)到7 1 . 5 m m 6 1 . 5 m m 1 6 m m 正因?yàn)槿?此模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)既要考慮抽芯順利及塑件表面 質(zhì)量又要考慮模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單外形小價(jià)格合 理如何合理地設(shè)計(jì)抽芯機(jī)構(gòu)成為這套模具設(shè)計(jì) 的關(guān)鍵 2 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2 . 1分型面和型腔數(shù)的確定 根據(jù)所用注塑機(jī)的工藝參數(shù)如開模行程 注射壓力裝?？臻g等決定將成套產(chǎn)品包括左 支架和右之架安排在一套模具中生產(chǎn)產(chǎn)品左 右對(duì)稱放置方向相反以便側(cè)抽芯并使模具結(jié) 構(gòu)緊湊如圖2 所示 樣能使熔體流動(dòng)均勻填充迅速分流道斷面采 用圓形結(jié)構(gòu)易于機(jī)械加工且熱量損失和流動(dòng) 阻力小 澆口位置設(shè)置在靠近塑件連接銷部分的一 端其澆口形式若采用側(cè)澆口則有熔接不良 排氣不暢流程過長(zhǎng)等缺陷 現(xiàn)采用點(diǎn)澆口則有如下優(yōu)點(diǎn) 1 有利于排氣 2 點(diǎn)澆口尺寸較小前后兩端存在較大 的壓力差因而能有效地增大塑料熔體的剪切速 率并產(chǎn)生較大的剪切熱從而使熔體表觀粘度下 降流動(dòng)性增加有利于填充該塑件材料為 P B T 其表觀粘度隨剪切速率變化而改變的特性 較為敏感對(duì)其成型有利 3 點(diǎn)澆口的小尺寸提高了塑件表面的光 整度減少了使用過程中有可能產(chǎn)生劃傷手頭 等事故的可能性 澆口處的結(jié)構(gòu)如圖3 所示 由塑件結(jié)構(gòu)分析可知塑件在模具中的分型 面應(yīng)選擇在塑件的最大截面處同時(shí)為便于塑件 脫模塑件開模后應(yīng)留在動(dòng)模上為簡(jiǎn)化模具結(jié) 構(gòu)滑塊斜頂塊也應(yīng)設(shè)計(jì)在動(dòng)模部分 根據(jù)配套及批量要求型腔材料采用中碳素 鋼S 5 0 C 型芯材料采用預(yù)加硬鋼N A K 8 0 模架 選用標(biāo)準(zhǔn)F C I 型模架 2 . 2澆注系統(tǒng)的確定 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮到進(jìn)料均衡多型 腔模具應(yīng)保證各腔的充注壓力始終保持一致因 此流道的布置采用平衡進(jìn)料的方式圖2這 圖2產(chǎn)品及流道布置圖 2 . 3成型零部件設(shè)計(jì) 1 型腔的設(shè)計(jì) 采用標(biāo)準(zhǔn)模架根據(jù)產(chǎn)品尺寸及模具布局形 式選用F C I 2 5 3 5 A 6 0 B 7 0 C 8 0 另外由于采用 點(diǎn)澆口形式故需另加澆口板其厚度選用 2 5 m m 由于動(dòng)定模型腔結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜為降低模 具制造成本采用了整體嵌入式型芯嵌入模架 中型芯材料采用進(jìn)口N A K 8 0 硬度達(dá)H R C 4 0 2 型芯的設(shè)計(jì) 動(dòng)定模型芯采用整體嵌入式結(jié)構(gòu)外形尺 寸均為2 2 5 m m 1 2 0 m m 3 3 m m 均采用單個(gè)加 工嵌入型腔板中 圖3點(diǎn)澆口結(jié)構(gòu) 14D i e a n d M o u l d T e c h n o l o g y N o . 6 2 0 0 5 2 . 4側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)一般首先考慮斜導(dǎo)柱在定模 滑塊在動(dòng)模的結(jié)構(gòu)并且采用斜導(dǎo)柱側(cè)向分型抽 芯機(jī)構(gòu)這樣有利于簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)該模具側(cè)向 抽芯部分的結(jié)構(gòu)如圖4 所示 4 考慮斜頂塊機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性避免在實(shí) 際生產(chǎn)過程中斜頂塊復(fù)位不暢而導(dǎo)致卡死以免 撞傷型腔 5 斜頂塊等滑動(dòng)部件應(yīng)考慮進(jìn)行氮化處 理以增加其耐磨性 由此將斜頂塊固定在頂桿固定板上頂出 時(shí)斜頂塊隨著固定板一起運(yùn)動(dòng)斜頂塊在向前 運(yùn)動(dòng)的同時(shí)也作側(cè)向移動(dòng)達(dá)到抽芯的目的 斜頂塊與滑動(dòng)導(dǎo)軌保持合理的配合間隙保 證側(cè)抽芯能順利抽出斜頂塊采用優(yōu)質(zhì)合金材 料選用N A K 8 0 材料并用經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理的螺釘 緊固在頂桿固定板上通過對(duì)塑件結(jié)構(gòu)的分析計(jì) 算決定采用斜頂塊傾斜角度為8這樣既保證 了側(cè)向抽芯動(dòng)作的順利完成又使模具工作順 暢受力均勻 2 . 5導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 該模具采用導(dǎo)柱和導(dǎo)套機(jī)構(gòu)導(dǎo)向因?yàn)檫x用 了標(biāo)準(zhǔn)模坯導(dǎo)柱導(dǎo)套的布置方式均為標(biāo)準(zhǔn)布 置導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨性導(dǎo)柱材料為 T 1 0 A 淬硬到H R C 5 0 5 5 數(shù)量為4 個(gè)為了使 導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)套導(dǎo)柱端部做成錐形導(dǎo) 柱滑動(dòng)部分的配合精度采用過渡配合H 8 / r 7 導(dǎo) 柱固定部分的配合精度采用過盈配合H 8 / s 7 導(dǎo) 套外徑的配合精度采用過盈配合H 8 / s 7 2 . 6脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 該模具塑件的頂出主要采用1 0 根1 m m 的頂 桿頂出為確保塑件在出模過程中不傾斜不變 形頂出機(jī)構(gòu)應(yīng)設(shè)頂出導(dǎo)向裝置以保證頂出機(jī) 構(gòu)平穩(wěn) 上面介紹的斜頂塊抽芯機(jī)構(gòu)除完成抽芯任務(wù) 外還兼有頂出塑件的功能 因采用點(diǎn)澆口對(duì)澆注系統(tǒng)凝料的脫模需在 定模部分另增加一分型面將其從主流道拉出 2 . 7冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)于成型小型件的一模多腔 模具來說是十分重要的如果冷卻不好或冷卻不 1 為使模具整體結(jié)構(gòu)緊湊合理設(shè)計(jì)了 一個(gè)整體滑塊將側(cè)向型芯固定在該滑塊上利 用斜導(dǎo)柱同時(shí)對(duì)左右支架1 . 5 m m 的孔圖1 中局 部處進(jìn)行抽芯經(jīng)過充分考慮各項(xiàng)工藝 參數(shù)斜導(dǎo)柱傾斜角度最終確定為1 8既達(dá)到 了抽芯目的又確保了模具的整體結(jié)構(gòu)合理 2 塑件另一端內(nèi)凹部分圖1 中局部 處的成型采用內(nèi)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)因?yàn)閮伤芗?間部分空間比較大為合理利用模具材料盡量 降低生產(chǎn)成本采用了這種結(jié)構(gòu)這是這套模具 合理布局的關(guān)鍵所在 3 因?yàn)樗芗叽绫容^小考慮到采用整 體滑塊同時(shí)抽芯1 . 5 m m 的孔時(shí)可能造成塑件 頂出變形為平衡抽芯時(shí)產(chǎn)生的作用力在整體 滑塊的另一側(cè)設(shè)計(jì)了斜頂塊結(jié)構(gòu)左右支架各 一個(gè) 設(shè)計(jì)斜頂塊結(jié)構(gòu)應(yīng)特別注意以下幾個(gè)問 題 1 產(chǎn)品在頂出過程中是否會(huì)擺動(dòng) 2 產(chǎn)品是否會(huì)隨斜頂塊頂出而變形或 無法從斜頂塊上脫離 3 嚴(yán)格控制斜頂塊頂出行程檢測(cè)頂出 過程中是否存在干涉問題 圖4側(cè)向抽芯部分結(jié)構(gòu)示意圖 1 . 右內(nèi)抽芯滑塊2 . 右支架3 . 右斜頂塊4 . 整體滑塊 5 . 左支架6 . 左斜頂塊7 . 左內(nèi)抽芯滑塊 模 具 技 術(shù) 2 0 0 5 . N o . 615 均勻必然導(dǎo)致收縮不均勻?yàn)榱耸估鋮s效果 好在模具的定模型腔板和動(dòng)模型腔板內(nèi)開設(shè)了 水道橫向穿過這兩塊模板這樣使塑件各處的 冷卻均勻模具的模溫均勻 動(dòng)定模冷卻循環(huán)水道設(shè)計(jì)如圖5 所示冷 卻水道孔徑采用8 m m 鉆頭加工 3 模具結(jié)構(gòu)及工作過程 圖6 為該塑件注射模具結(jié)構(gòu)圖為清楚起 見有些細(xì)節(jié)沒有畫出 模具工作過程開模時(shí)首先由定距分型機(jī) 構(gòu)定距分型分型距離由定距拉桿控制以便取 出澆注系統(tǒng)主流道凝料繼續(xù)開模再由主分型 面分型斜滑塊開始側(cè)向抽芯當(dāng)模具開啟到終 點(diǎn)位置時(shí)斜滑塊側(cè)向抽芯結(jié)束在型芯包緊力 的作用下塑件從定模型腔中拉出然后在頂出 機(jī)構(gòu)頂桿的作用下頂桿固定板推動(dòng)斜頂塊及頂 桿同時(shí)向前運(yùn)動(dòng)斜頂塊及頂桿將塑件頂出合 ab 圖5動(dòng)定模冷卻循環(huán)水道示意圖 a 動(dòng)模冷卻循環(huán)水道b 定模冷卻循環(huán)水道 圖6模具總裝示意圖 a 動(dòng)模結(jié)構(gòu)示意圖b 定模結(jié)構(gòu)示意圖 1 . 斜頂塊2 . 動(dòng)模3 . 整體滑塊4 . 鎖緊塊5 . 外抽芯斜導(dǎo)柱6 . 定模7 . 螺釘8 . 內(nèi)抽芯滑塊 9 . 內(nèi)抽芯斜導(dǎo)柱1 0 . 動(dòng)模鑲塊1 1 . 定模鑲塊 ab 下轉(zhuǎn)第 3 7 頁(yè) 模 具 技 術(shù) 2 0 0 5 . N o . 637 圖 6壓邊圈與凸模配合圖 該模具導(dǎo)向采用外導(dǎo)向結(jié)構(gòu)形式壓邊主要 通過凸模上的導(dǎo)向桿來導(dǎo)向采用4 個(gè)導(dǎo)向桿與 壓邊圈配合保證壓邊圈能夠順利的導(dǎo)向而不至 于卡死 為了能夠更好地克服零件拉深不足的現(xiàn)象 在壓邊圈的兩端頭采用雙道拉深筋保證產(chǎn)品在 拉深后有足夠的剛度 4 . 3模具實(shí)物圖 該模具的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單為了減少加工周 期該模具采用鋼板焊接的結(jié)構(gòu)在焊接完畢后 經(jīng)過退火處理降低焊接變形的內(nèi)應(yīng)力其外形如 圖 7 所示 5 試模結(jié)果 試模材料的選擇對(duì)模具的成敗也較為關(guān) 鍵該零件的整體變形較為均勻但在圓角部位 會(huì)出現(xiàn)缺陷為避免出現(xiàn)拉深不足在模具設(shè)計(jì) 時(shí)采用兩級(jí)臺(tái)階來增加過拉量提高工件表面 的剛度試模材料采用 S T 1 4或 S T 1 6等拉深材 料 拉深件的后續(xù)處理工序模具壓制件壓制完 畢后進(jìn)行等離子切割進(jìn)行該模具切割后為一模 兩件 該零件還要求經(jīng)過后續(xù)的折邊工序?qū)_壓死 角進(jìn)行處理才能成為合格的沖壓件 圖 7 外形簡(jiǎn)圖 模時(shí)通過斜導(dǎo)柱彈簧及回程桿將斜滑塊斜 頂塊復(fù)位退回完成合模合模結(jié)束再開始第二 次工作循環(huán) 4 結(jié)束語(yǔ) 該塑件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了其模具結(jié)構(gòu)必須采用 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)而且不止一處需要采用側(cè)