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【摘要】 利用MoldFlow软件对马桶支架进行了成型工艺分析,确定了最佳浇口位置。介绍了马桶支架注射模的设计流程,重点分析了塑件分型面的确定、侧抽芯机构的设计、浇注系统的设计和先复位机构的设计。


 

引言

注射模的复杂程度主要取决于其是否存在抽芯机构和抽芯的数量。复杂的塑料韦德游戏每增加一个抽芯机构,其制造周期和成本将增长30%左右。因此塑件设计时,应尽量避免侧向抽芯结构。图1塑件为某名牌马桶支架,该塑件属于中小型塑件,在日常生活中有着广泛的应用。马桶支架侧抽部位多且尺寸较小等成型特点,不可避免需要多个侧抽芯机构。本文对马桶支架塑件进行了韦德游戏设计,在满足塑件结构和精度的要求下,简化韦德游戏结构,降低韦德游戏制造成本。

 


 

塑件分析

马桶支架塑件的材料为ABS,收缩率为0.5%,塑件的体积为56.267cm3。塑件属于长条形塑件,其外形尺寸为210×40mm,塑件的四周有3个方向需要侧抽机构,因此该塑料韦德游戏复杂的抽芯机构。

 

成型工艺条件的确定

MoldFlow分析是一种利用计算机技术模拟注射成型全过程,通过对熔体在韦德游戏中的流动行为进行的模拟分析,可以预测和显示熔体流动前沿的推进方式、填充过程中的压力和熔接痕的位置等,针对ABS塑件的成型特点,借助MoldFlow软件,合理设计韦德游戏系统和浇口位置,对塑件进行充填、流动、翘曲分析,从而避免一些潜在的问题,得到最优工艺参数组合,提高试模的一次成功率。

塑件为中心对称结构,浇口一般置于中心位置,考虑到注射实际情况和塑件的结构,将浇口位置设在图2所示的深色区域,以保证注射过程的熔体流动的平衡性。由图2可以看出,塑件的成型时间为1.336s,塑件熔接痕的长度较短,数量也较少,主要集中在塑件的内表面及不重要表面,对外观无影响。因此浇口设置是符合塑件要求。

 图2 MoldFlow分析


 

韦德游戏结构设计要点

4.1  分型面的确定

分型面确定需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在韦德游戏中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状、推出方法、韦德游戏制造、排气、操作工艺等多方面因素的影响,因此在选择分型面时应综合分析比较,从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时,为保证塑件能顺利地从型腔中脱出且便于韦德游戏加工,需考虑分型面的选择原则。该塑件马桶支架,带有孔、凸起,成型时需采用侧抽芯机构,从塑件的外形最大轮廓来看有3种成型方案。如图3所示,该塑件有以下3种分型面的设计方式。方案A:分型线在下表面不会影响外观,而且推出方便。方案B、方案C:这样分型面的分型线会影响塑件的美观。综合以上,分型面的确定选方案A。 

 
4.2  型腔数目及排布方式的确定

对该塑件的结构进行分析可知该塑件需要侧抽,若采用1模1腔,则存在着注射压力不平衡且不经济的现象。如果设计成1模多腔,不仅由于塑件自身抽芯方向无法实现,而且1模多腔会使所选的韦德游戏尺寸变大。从塑件的复杂程度、对称性、注射压力的平衡和生产效益的角度考虑,该塑件的韦德游戏应设计成1模两腔,型腔的布局成对称排位。

4.3  浇注系统

注射模的浇注系统通常是由主流道、分流道、浇口、冷料穴、排气系统等部分组成。

由于马桶支架内部架构复杂,内壁卡槽支架属于薄壁件,且加强筋较多,溶体流动的阻力较大,塑件表面对尺寸和表面质量要求高,表面不能用熔接痕等注射缺陷存在,结合MoldFlow分析,韦德游戏采用侧浇口浇注系统。

4.4  成型零件设计

根据塑件的排位,本韦德游戏采用一模两腔的结构形式,型腔较大,为了保证韦德游戏的刚度,并且以便日后的修模,该韦德游戏采用整体嵌入式,分为动定模两块镶块。

4.5  抽芯机构设计

根据马桶支架的结构和型腔的布局状况上看,该塑件需要3个方向的抽芯,上表面两侧两个方向的两个较大圆孔及4个盲孔的型芯抽芯,另一个方向是下表面的6个位置的抽芯。侧抽部位分别如图4所示。圆形通孔由于抽芯方向和分模方向不同,故进行需考虑采用特殊抽芯结构。


 

对于塑件上表面的两圆孔及4个盲孔抽芯距为31mm,可以用斜导柱进行抽芯。为考虑侧型芯的加工方便,故将圆孔和盲孔都设计成单独部分。如图5所示,用紧固件将其固定于侧滑块上。两个圆孔侧抽和盲孔都是装配机构的,是单独加工的,圆孔用M3mm内六角螺钉固定在侧滑块上,再打上止转销钉保证位置的准确性。而两个盲孔,考虑其尺寸较小的缘故,故采用台阶固定在滑块上,再用M8mm开槽锥端紧定螺钉锁紧。斜导柱的侧向分型机构工作时,侧滑块在一定精度要求的导滑槽内侧一定的方向做往复运动。该韦德游戏由于位置限制,导滑槽将设计成T型,T型导滑槽安装在镶块和动模板上。


 

由塑件可以看出,下表面六处侧抽型芯的尺寸都极小。为保证其型芯的强度和刚度,故在设计中,将侧抽部分的型芯做成整体,并依次把靠近的两处抽芯归为一整体,这样设计即简化了滑块的结构,也简化了韦德游戏的结构。

4.6  推出机构设计

该塑件的韦德游戏设计中,采用推杆推出。推杆的布局如图6所示,其中根据顶出位置确定图中黑色圈标识的为扁形推杆,灰色圈标识的为圆形推杆,皆设计成台阶形的有托顶针。


 

从推杆的布局上看出,在俯视图上,塑件上表面圆孔的型芯位置与推杆的投影有重合部分,也就是可能出现干涉现象。为使推杆和型芯在复位时不产生干涉现象,应设先复位机构。本次设计中采用的先复位机构如图7所示,在韦德游戏开模时,滚珠离开凹槽,带动中心杆平顺滑动,完成开模;在合模时,滚珠带动中心杆逐渐合模,直至滚珠滑进凹槽内,与此同时,中心杆套筒推动推板完成推杆先完成复位的动作,避免型芯复位过程中与推杆的碰撞,即干涉现象。先复位机构的有效长度要通过韦德游戏自身设计改变长度,即有效长度L要>侧型芯滑块滑动的距离。

韦德游戏结构及工作过程

图8为马桶支架的韦德游戏总装图。本副韦德游戏在的工作过程叙述如下:该韦德游戏为单分型面注射模结构,由定模和动模两大部分组成,定模安装在注塑机固定模板上,动模安装在注塑机移动模板上。注射时,动模、定模闭合构成型腔和浇注系统,注塑机料筒中的塑料经过加热熔融塑化成为粘流态熔体,在注塑机螺杆的高压推动下,以很大的流速通过喷嘴注入韦德游戏型腔,经过保压、冷却定型后形成韦德游戏型腔所赋予的形状;开模时,动定模分离的同时,斜导柱24、33、47带动滑块滑动离开塑件,完成侧抽芯。动定模分离到位后,顶杆51、52、53、54、55顶出塑件,完成塑件的脱模。 合模时,由先复位机构9带动顶杆完成先复位,避免侧型芯和顶杆发生干涉,当顶杆复位完成后,斜导柱47才带动侧型芯复位完成动定模合模。此时注塑机再次进行注射,而韦德游戏也是再次开、合模进行工作,即韦德游戏是不断进行开合模循环过程。



 

总结

对于马桶支架注射模的设计,其主要难度在于塑件属于长条形,充模过程容易造成翘曲变形、填充不足、熔接痕等缺陷。作者利用了MoldFlow分析,结合ABS材料的成型特点,根据塑件的形状分析出塑件最佳成型方案。本文着重说明一般塑料韦德游戏的设计流程,其中一些机构的设计既是重点也是难点,包括分型面的确定、侧抽芯机构的设计、浇注系统的设计、先复位机构的设计等。

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