1、模 具 技 术 文章编号：（）单腔斜顶双滑块抽芯成型工艺分析与注塑模具设计董海东（陕西工业职业技术学院材料工程学院，陕西咸阳 ）摘要：应用华塑 软件对温度监测器外壳塑件的工艺性进行了分析，根据浇口位置分析结果和外观要求，确定了浇口的最佳位置。通过对充模、保压、冷却过程的模拟分析，实现了平衡浇注，减少了可能出现的变形、气泡、拼接线等缺陷，优化了注塑成型工艺参数，创新设计了斜顶、双滑块抽芯的单腔二板式模具。应用 设计了温度监测器外壳三维模型及二维装配图，介绍了模具成型工作原理。实践结果证明，模具结构具有新颖性，本文模流分析方法应用及模具结构可为壳体类的模具设计提供参考。关键词：双滑块；注塑模；机构
2、设计；滑块；斜顶中图分类号：文献标识码：（，）：，：；收稿日期：基金项目：年度陕西高等职业教育教学改革研究重点项目“基于 教学法的高职机械类专业“课堂教学协会活动”创新能力培养体系的构建与实践”（编号：）。作者简介：董海东，教授，主要从事塑料模具设计与制造、模具 等的教学和研究。引言温度监测器外壳用于保护温度监测器内部元件，且可以起到散热、密封和防尘等作用，该塑件结构包括散热孔、按键孔、接头侧孔、连接用螺丝柱、卡扣连接内侧凹槽等特征，且外表要求美观、色泽度好，防止出现气泡、翘曲变形等缺陷。利用华塑 软件分析，选用高料筒温度，保持一定的模具温度、较低的充模压力、熔接纹较小的方案。采用最佳浇口的位
3、置为制件中心两点侧浇口进料，最优的注射成型工艺参数为：模具预热温度，料温 ，充模压力为 ，保压压力为 ，充模时间为 ，保压时间为，冷却时间为 ，周期为 。试模制件满足使用标准，提高了一次试模合格率。本文利用华塑 软件对充模、保压、冷却过程进行模拟分析，减少了可能出现的变形、气泡、拼接线等缺陷，并创新设计了斜顶、双滑块抽芯的单腔二板式模具，模具结构具有新颖性，可为壳体类模具设计提供参考。产品设计产品设计要求温度监测器已有的技术资料为不完整三维模型，需要自主设计产品中缺少的部分，如图所示。设计的产品高度不低于，产品材料为聚苯乙烯（）塑料，材料收缩率为，要求与已提供的模型相配合，组成一个完整的产品，
4、满足实际使用需要；同时要求设计定位与图温度监测器的三维（）模型 固定结构，与大水口模架相匹配。产品结构分析该产 品 内 部 左 右 两 侧 各 有 一 个矩 形 孔，相 对 另 外 一 侧 内 部 有 的凹槽，壳体内部有个外部直径、内部直径、高 的支撑柱，如图所示。根据以上结构特点，注塑模具结构须采用斜顶、双滑块分别成型处侧向凹槽和侧孔的结构，需采用推管推出机构完成支撑柱部分的成型和推出。图温度监测器外壳模型 注塑模流工艺分析网格划分根据 分析网格划分的原则，简化掉温度监测器外壳 模型中细小的倒角、圆角；划分网格模型如图所示。三角形网格平均单元面积为，平均边长，平均最小角度 为 ，最 大 形
5、态 比 为，平 均 形 态 比 为，节点配对百分比为 。从图中网图温度监测器外壳网络模型 模 具 技 术 格划分情况可看出，网格划分较均匀，能满足准确分析的要求。充模分析浇口是连接分流道与型腔的熔体通道。不同的浇口形式对塑料熔体的充填特性、成型质量及塑件性能会产生不同的影响。浇口设计不合理会导致拼接线、气泡、变形等缺陷。一般的设计理念是先取较小的浇口尺寸，试模时再进行修整。浇口位置主要是设计者根据制品的几何形状和技术要求，并分析熔体在流道和型腔中的流动、填充、补缩及排气情况，主观判断浇口的位置，这种方法不能满足成型高质量产品的要求。产品顶部为 的椭圆形孔，根据制品内部有通孔时，可采用内侧进浇的
6、原则，图为内侧两点进浇和内侧四点进浇两种方案。（）方案（）方案图充模方案 充填时间分析模拟塑料熔体从开始充模到充满型腔的整个过程分析为充填时间分析，可预估制件在模腔中的充模成型过程。温度升高有利于物料的流动，一般需要降低压力和速度。反之当温度降低时需加大压力速度。低速充模可避免成型制件出现飞边，保证制件尺寸稳定。为防止发生喷射纹、夹气等缺陷，需要降低充模速度，但是会因此延长成型周期，导致出现熔接纹，影响外表光泽度，而且会发生冷却变形的情况。反之，加快充模速度可改善制件的光泽度和熔接线的强度，进一步避免熔接纹、喷射纹等问题，确保制件光泽度和外表质量好，不出现短射缺料，但是会出现气泡或者灼烧发黑、
7、脱模不利等问题。根据以 上 分 析，温 度 监 测 器 外 壳 材 料 为，功能上要与温度监测器底座配合，侧孔与 插头留 距离，方便使用，且与温度监测器底座上方按钮孔配合间隙为，方便按钮弹出。该制件外表需美观，色泽度要好，为减小制件内应力，避免出现缩孔、翘曲变形、灼烧变黑等问题，因此采用低速充模。如图所示，方案及方案充填时间分别为 和 ，由于四点进料导致流程加长，因此显然方案充模时间短、速度快，故能确保较好的充模效率和较好的制件外观质量，因此选择方案。（）方案（）方案图充填时间 压力分析该制件配套模具成型所用 注塑机的最大射胶压力为 ，设置的充模压力应低于该注塑机的最大射胶压力，因此设置的充模
8、压力 为 注 塑 机 最 大 射 胶 压 力 的 ，约 为 。如图所示，由于两点进料导致压力损失较大，因此方案与方案存在充模压力 差异较大，最大充模压力分别为 和 ，两方案的充模压力均低于 注塑机的最大射胶压力的（）。（）方案（）方案图充模压力 对比方案、方案的充模压力可知，方案的充模压力较低。如图所示，该温度监测器外壳的外侧下部分的充模压力比其他部分低，可能会发生制件充填不足；另外，根据该制件的功能、结构要求，制件顶部有按键孔、散热孔，个连接用螺丝柱，一角部有用于装配定位的枕位缺口，外部两侧有用于连接 插头的侧向孔，内部有用于卡扣连接的 型凹槽，按目前中心进料的方式难以实现压力均匀分布，因此
9、综合分析选择方案较优。模具结构及工作过程模具结构采用大水口 的注塑模架，由于产品的两侧有 接口的插槽，内侧有侧凹，且内部均布个配合螺丝的圆柱，故两侧有滑块侧型芯、内部有斜顶以成型两个插槽和一个内侧凹。为方便加工和保证加工质量，采用一模一腔，内侧两点进胶的形式，采用司筒成型塑件的个固定柱，即司筒（推管）推出制件和凝料，如图所示。（）动模部分（）定模部分（）顶出机构图注塑模结构 模具工作过程如图所示，模具首先从分型面打开，斜导柱从滑块 的斜孔中抽出，滑块侧型芯在水平向外力的作用下，完成两侧抽芯，同时拉料杆将主流道凝料从浇口套 中拉出。动模部分继续移动，当注射机的大顶杆接触推板时，模具的推出机构开始
10、工作，推管 和斜顶将塑件从主型芯 上推出，塑件和凝料在分型面之间自行落下。结论本研究为温度监测器外壳配套注塑模具的结构优化设计，根据华塑 软件分析结果，对浇口参数、浇口位置、推出元件位置、斜导柱外侧抽芯、斜顶内侧抽芯以及成型零件的结构进行了可行性分析，在开模前保证了模具结构合理、易于加工、模具工作合理与零件制造可行，最终保证了制件结构、功能达到质量要求。模 具 技 术 动模座板；推板；推杆固定板；斜顶；中心拉料杆；水管接头；动模固定板；定模固定板；定模座板；定位环；浇口套；型腔；型芯；司筒（推管）；定位钉；滑块图注射模结构 参考文献：郭新玲，董海东 塑料模具设计与制作 北京：机械工业出版社，：，：，：孙国栋，刘长华 基于 软件的开关盒上盖浇口优化设计 塑料，（）：，（）：许勤周，郭志忠 技术在数码相机注塑模设计中的应用 塑料，（）：，（）：钟皓东，邓益民基于 的浇口位置分析对熔接痕的影响 轻工机械，（）：，（）：钱宇强，肖小亭，孙友松，等多浇口塑料制件的熔接痕分析塑料，（）：，（）：黄时诚，秦淑娟，陈玉龙，等包装盒底板塑料模浇口位置和工艺参数的优化设计 轻工机械，（）：，（）：吕迅，金杨福，厉淦吹风机注塑模浇口的优化设计塑料，（）：，（）：
