透明塑料罩殼注射模設計

1 引言

對透明塑料罩殼類的產品，生產中難以控制其外觀質量，尤其是水紋﹑刮花﹑黑點等方面的缺陷，表現特別突出。要想使產品在注射成型工藝中獲得較高的外觀質量，必須在模具設計時充分考慮注射成型工藝中的各種影響因素，如塑料材料的流動性﹑澆口位置的選擇﹑制件的脫模形式及模具的溫度控制等。

2 產品結構特點分析

產品結構如圖1所示，材料為透明的苯乙烯—丙烯腈共聚物，簡稱san或as，該材料的特點為：沖擊強度好，有良好的耐熱性﹑耐油性﹑耐化學腐蝕性，彈性模量高，因而廣泛地用于制作耐油﹑耐熱﹑耐化學藥品的工業制品，以及儀表板﹑罩殼﹑接線盒和各種開關按扭等零件。材料的平均收縮率為0.4%，該產品作罩殼使用時，其尺寸精度要求較低，但表面外觀質量要求較高。

 
圖1 產品結構圖

零件的表面為光面，外觀要求無水紋﹑無刮花﹑無黑點﹑無飛邊等缺陷。產品底部的最大直徑為φ218mm，高度為179mm。在產品的上部有3個凹孔，可用3個手指將產品抓起。由于該材料在成型時易產生裂紋，因此成型后脫模時需要有較大的脫模斜度，其產品的脫模斜度為單邊3.5°。對于這類結構的產品，設計時要根據其結構特點及注射成型的工藝性來選擇合適的澆口位置。為了使塑料熔體能均勻地填充到模具的型腔中，并將型腔中的氣體從分型面上開設的排氣槽排出，不能從底部及周邊采用側澆口進料，只能將澆口選擇在產品頂面的中心，從產品的頂部中心進料。為了使澆口對外觀的影響較小，確定采用點澆口的結構形式進料。根據分型面選擇的原則和要求，只能將分型面選在產品底部的平面上，模具采用1模1腔的結構。

3 模具的結構及工作過程

3.1 模具的結構設計

注射模結構裝配圖如圖2所示。由于產品要求具有透明的特征，因而模具的脫模機構不能采用推桿頂出，以避免有推桿頂出的痕跡，影響產品的美觀效果,故采用推板推出的脫模機構。頂板用內六角螺釘固定在復位桿上，并在復位桿上于動模板和推桿固定板之間增設壓縮彈簧，以便開模后推板脫模機構能自動復位。為了使推板在推出和合模的過程中，其動作安全可靠，推板與動模型芯的配合必須采用錐面配合，其錐角為單邊8°～10°。型芯成型的根部位置與推板配合的尖角處，至少要留有單邊0.25～0.4mm的間隙，以避免在頂出過程中，因頂板的偏離造成尖部與型芯的碰傷，給以后的成型頂出帶來困難。

 
1.定模座板2、4、20、22.導套3.脫澆道板5.定模板6.21.導柱7.隔水片8.拉鉤9.推板10.動模板11.限位擋圈12.復位彈簧13.復位桿14.動模座板15.推桿固定板16.推板17.支撐塊18.密封圈19.動模型芯鑲件23.定位圈24.澆口套25.拉料桿26.拉桿27.限位螺釘28.支承柱

為了減小模具型腔表面的粗糙度值，對動模型芯,設計成鑲件結構，用內六角螺釘固定在動模板上。采用拋光性能極好的進口鏡面模具鋼s136材料制作，熱處理后其硬度可達到60~65hrc，拋光加工后可獲得表面粗糙度為ra0.4μm，使成型后制件的表面能滿足產品的光面要求。對定模型腔部分，為了保證模具有足夠的強度，可與模板制成整體結構。但為了獲得型腔表面粗糙度低的要求，必須選用優質的鋼材，考慮到制造成本的經濟性，在選用標準模架時，可要求定模板采用718或738材料，以使型腔在成型后獲得產品良好的外觀質量。

對于模具的溫度控制系統，設計時動模型芯鑲件采用了并排的隔片式循環冷卻的結構形式。對于定模型腔部分，在定模板上采用了雙層循環冷卻的方式。在動模型芯鑲件與動模板相結合的面上，必須安裝“o”型橡膠密封圈，以防止冷卻水滲入模腔，影響產品的成型質量。這種循環冷卻的方式不僅使模具的結構簡單，而且可使模具獲得較好的冷卻效果，從而既保證了產品的質量，又縮短了成型周期。

模具采用細水口標準模架，俗稱“三板模”的模架結構，以實現全自動次序分模過程。分別在不同的分型面上取出澆注系統凝料和產品零件。

標準模架的型號為：3540-ddi-a板220-b板80-410-o。其澆注系統為點澆口自動脫模機構。為了在注射成型過程中使熔融塑料便于填充，在推板上沿型腔的周邊需要均勻地開設幾道排氣槽，以排出型腔中的氣體，同時減少氣體在充模時對熔體的阻力，并防止成型過程中使產品產生氣泡和疏松等缺陷。

澆口套的末端制作成錐面結構，以便在合模時,防止澆注系統中的熔料進入滑動配合面。此外，還可使開模順暢，在滑動配合面上不產生磨損現象。

3.2 模具工作過程

模具合模后安裝到臥式注射機上，在一定的注射壓力的作用下，通過噴嘴將塑料熔體沿澆注系統均勻地注入模具的型腔中，并將型腔中的氣體從推板9上所開設的排氣槽中排出，完成注射過程。在循環冷卻系統的作用下，熔體在型腔中冷卻成型。塑件制品收縮在動模型芯鑲件19上。

如圖3所示，為模具開模及推出零件后的狀態圖。開模時，定模座板1固定在注射機的定模連接板上不動，動模向后移動時，通過拉鉤8帶動定模板5,而固定在定模座板上的分流道拉料桿25拉住澆道凝料，使模具從分型面ⅰ- ⅰ處分開，澆道凝料與塑件自動脫離。動模繼續后移，在拉桿26和限位螺釘27的作用下，脫澆道板3與定模座板從分型面ⅱ- ⅱ處分開，使澆道凝料從分流道拉桿上和澆口套24中自動脫落，完成澆道凝料的自動分離過程。動模繼續后移,拉開拉鉤，使模具從分型面ⅲ- ⅲ處分開，塑件因成型收縮而留在動模型芯鑲件上。

 
圖3 模具開模及推出零件后的狀態圖

最后由注射機的液壓系統帶動頂桿推動模具的推桿墊板16和推桿固定板15，固定在推桿墊板和推桿固定板之間的復位桿13推動著用螺釘固定其上的推板9將塑件從動模型芯鑲件上推出。

模具的閉合高度為：h0=565mm。

在分型面ⅰ處分開的距離為：h2=125mm。h2的確定須滿足以下條件：h2=澆道凝料的長度+( 5～10)mm。