冰箱零度室卡条注射模设计

楼市   2024-10-17 16:25   广西  

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1 塑件成型工艺分析

图1所示为冰箱零度室卡条,材料为高抗冲聚苯乙烯(HIPS),其收缩率为1.005,平均壁厚为2.0 mm,表面要求光滑[1],外形尺寸约为788 mm×124.4 mm×40 mm,属大型塑件,具有以下特点:①塑件有方向不同的3处倒扣,其中1处倒扣跨度较长,采用滑块抽芯机构抽芯,中间1处倒扣采用斜推杆抽芯机构抽芯[2];②卡条上分布了许多长且深的加强筋,为了加工方便和易于排气,设置了5个动模镶件;③塑件为外观件,尺寸精度、表面粗糙度要求高,不允许翘曲变形、熔接痕、斑点等缺陷,模具应冷却均匀。

图1   冰箱零度室卡条

2 模具结构设计

根据塑件的结构特点和实际生产要求,采用3点整体式浇注系统,如图2所示,塑件的3处倒扣,采用“滑块+斜推杆”实现侧向抽芯。根据塑件的工艺分析,定模采用整体式结构,动模为镶拼式结构[3]。注射模采用非标准模架,其尺寸为1 030 mm×470 mm×611 mm。

图2   模具结构

1.定模座板 2.定模板 3.定模镶件 4.导柱 5.小滑块 6.动模板 7.斜推杆 8.动模垫板 9.斜推导向块 10.支承柱 11斜推座 12.推板固定板 13.推板 14.动模座板 15.定位环 16.浇口套 17.分流板 18.热喷嘴 19.滑块镶件 20.大滑块 21.推杆 22.垫块

2.1 浇注系统设计

根据塑件的尺寸及成型质量综合分析,采用“热流道+普通流道”的浇注系统能有效减少充填压力和提高塑件成型质量[4-5],如图3所示,采用3点整体式针阀热喷嘴方式进料,针阀式热喷嘴长为115.5 mm、外径为φ39 mm,其间距为250 mm。浇口设置在待成型塑件背面,其宽度和厚度分别为6.7mm和1.2 mm,通过设计流道拉杆形成冷料穴以便接收凝料[6-8]

图3   浇注系统设计

1.塑件 2.普通流道 3.定位环 4.浇口套 5.分流板 6.针阀式热喷嘴 7.温控箱

2.2 成型零部件设计

根据塑件结构特点,定模成型零件为整体式结构,动模成型零件设计较复杂,如图4所示。由于塑件左右两侧对称,因此动模镶件2和8、动模镶件3和7、动模镶件4和6是对称件。在装配上,动模镶件通过锁紧螺钉固定在动模板上,该模具所有成型零件均采用镶拼组合结构,加工维修方便,另需要注意对于外形相同的动模镶件需设置不同的字码以免装反。

图4   动模结构

1.动模型芯 2.动模镶件 3.动模镶件 4.动模镶件 5.动模镶件 6.动模镶件 7.动模镶件 8.动模镶件

2.3 侧向抽芯机构设计

(1)滑块抽芯机构设计。塑件外凹槽2处倒扣采用大滑块、左滑块和右滑块成型,如图5所示。由于塑件左右结构对称,外表面2处凹槽采用4个滑块镶件成型,4个滑块镶件与大滑块用螺钉连接[9-10]。压条10用螺钉紧固在动模板上,斜导柱8提供滑块运动动力,定模板上设计斜面对滑块起锁紧作用,设计限位块对滑块限位以确保准确合模。由于大滑块脱模行程较大,考虑成本经济性设计了滑块座延长滑块行程,滑块座用螺钉紧固在动模板上。

图5   大滑块结构

1.大滑块镶件 2.小滑块镶件 3.滑块座 4.限位块 5.耐磨板 6.大滑块 7.中心导轨 8.斜导柱 9.喷嘴 10.压条

左、右滑块分别由压板1、耐磨板2、斜导柱3、小滑块4和限位块5组成。相比左滑块,右滑块多了定位弹簧,除此之外,右滑块的其他零件与左滑块的对应零件都呈对称关系,左滑块结构如图6所示。

图6   左滑块结构

1.压板 2.耐磨板 3.斜导柱 4.小滑块 5.限位块

(2)斜推杆抽芯机构设计。对于塑件中间的1处倒扣,设计斜推杆内侧抽芯机构成型,如图7所示,塑件中间倒扣宽度为10.88 mm,斜推杆脱模行程应大于10.88 mm,且有足够的安全距离。模具推出行程为60 mm,斜推杆角度取13°,设计斜推杆抽芯距离为13.85 mm,在保证倒扣脱模行程10.88 mm的前提下大概还有3 mm的安全距离,能保证塑件倒扣处完全脱模。

图7   斜推结构

1.斜推杆 2.斜推杆导向块 3.斜推座

2.4 冷却系统设计

由于塑件尺寸较大,为保证冷却效率,定模冷却系统设计2组直通式循环水路,动模冷却系统设计4组直通式水管进出水回路,冷却系统和水管孔径为φ8.5 mm,间距约为50 mm。大滑块和左、右小滑块尺寸较大,为保证冷却效率,也设计了直通式冷却水路,大滑块中间位置有镶件螺钉阻挡,分为2组运水,斜推杆的尺寸较小,没有空间设置冷却水路。整体冷却系统如图8所示。

图8   冷却系统设计

2.5 推出机构设计

为确保塑件顺利脱模及保证其表面质量良好,经分析采用“推杆+斜推杆”联合脱模结构[11-12],塑件长而深的筋位设计扁推杆推出,增加推出力,保证筋位脱模顺利进行,模具共设置20根扁推杆。在塑件需要推出力较大且没有布置斜推杆和扁推杆的部位,根据空间大小设计圆推杆推出,模具共设计16根φ8 mm和4根φ6 mm的圆推杆,分流道处均匀设计3根φ8 mm的圆推杆。由于推杆数量多,且有些推杆处于滑块下方,需设置强制复位机构使推杆都能完全退回,以免滑块复位时撞坏滑块下方的推杆,其结构如图9所示。

图9   推出系统

1.流道凝料拉杆 2.斜推杆 3.扁推杆 4.圆推杆

2.6 排气系统设计

为保证型腔充型完整,模具采用排气槽的形式实现排气,如图10所示。排气槽设计在定模边沿离塑件约4 mm处,尺寸宽度约5 mm,深0.3 mm,分型面配合宽度约为30 mm。此外,模具成型零部件间的配合间隙也起排气作用[13-14]

图10   排气系统

3 模具工作过程

合模后,熔融物料通过热流道主喷嘴流经热流道分流板内通道,再通过普通分流道和侧浇口进入型腔完成充型。当冷却到脱模温度后,动模侧开始移动,开模完成后,定模板带动大滑块和左右2个滑块沿不同方向抽芯,大滑块抽芯55 mm,左、右滑块抽芯27.5 mm,直至完成抽芯。推板带动推杆和斜推杆开始推出塑件。滑块机构完成外凹槽2处倒扣抽芯,斜推机构完成中间1处倒扣抽芯,当推出行程到达设定的60 mm时停止,取出塑件,推出系统复位。最后,注塑机滑块带动动模侧机构合模,滑块在定模板带动下复位,模具也在复位杆的作用下精确复位后,开始下一次注射过程。
原文作者:陈思涛戚春晓郑鸿帆黄华辉戴德安
作者单位:佛山职业技术学院


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