绝缘尾罩注射模设计

　　摘要：通过对绝缘尾罩的工艺分析，确定了半开放型腔、分段成型、三个分型面的模具结构。此模具结构不但成功地解决了塑件成型困难、侧孔难以贯通、零件不易脱模等问题，而且其独特的三分型面设计，大大简化了模具结构，降低了模具成本，缩短了研制周期。

　　1 塑件工艺分析

　　图1为某电子仪器中的绝缘尾罩。其材料为30%～35%玻纤增强尼龙1010。从图1中可以看出，该塑件结构虽然不太复杂，但却有以下几个特点：(1)外形不规则，零件中部有六个均布的凸起外键;(2)塑件外形尺寸两端大，中间小;(3)塑件内孔直径两端大，中间小;(4)侧孔在两外键之间的圆弧面上，位置很小，侧抽机构不易设置;(5)尾端带有金属嵌件(连接螺母);(6)塑件的表面不允许有气孔、熔接痕、翘曲等明显缺陷。根据以上分析，模具在设计中主要存在以下几个方面的问题：(1)外形如何成型，型腔采用何种结构;(2)型芯的结构形式;(3)分型面的选取，如何保证顺利脱模;(4)侧孔如何成型;(5)浇口位置的选取。

1 绝缘尾罩

1 绝缘件 2 连接螺母

　　2 模具结构

　　由于该塑件的外形及内孔均具有中间小，两端大、且外形中部有六处均布的外键等特点，因此，模具的型腔及型芯结构、分型面的选取、脱模的形式、侧型芯的设置，是模具设计中必须考虑的问题。

　　该模具在进行最初的结构设计时，曾考虑用三个侧滑块组成型腔，以解决中间小，两端大，以及六处均布外键及侧孔成型等问题，但这样侧抽机构将会变的非常复杂，并且可靠性不高。由于该产品研制周期很短，从模具设计到提供用户产品仅有一个月的时间，因此如何简化模具结构，降低模具成本，提高模具的可靠性，缩短研制周期，是该模具设计中的重点和难点，也是该模具设计过程中需要着力解决的问题。

　　图2为该模具的结构简图。从模具的结构图中可以看出，模具具有以下特点：三处分型面、半开放型腔、浇口自动脱落、模具结构简单。下面对该模具的详细结构分别加以分析。

　　2.1 型腔的结构分析与设计

　　该塑件外形结构虽然不算太复杂，但由于具有中间小，两端大，且外形中部有六处均布的外键等特点，因此型腔的设计是该模具设计中的重中之重，型腔的结构形式，直接影响着塑件的成型质量和脱模方式。如果采用整体型腔，不但型腔结构复杂，加工成本提高，而且会给分型面的选取及塑件的脱模造成很大的困难。因此模具在设计中采用分段成型、半开放的型腔结构(即部分型腔为敞开式)，如图3所示。型腔由上型腔板、侧滑块Ⅰ、Ⅱ、下型腔板等组合而成，其中侧滑块Ⅰ、侧滑块Ⅱ(构成开放型腔)成型中间细颈部分尺寸，上型腔板、下型腔板分别成型塑件的两端大径部分，开模时侧滑块Ⅰ、侧滑块Ⅱ左右分开，塑件随下型芯从下型腔板中脱出，以利于塑件的脱模。同时，从模具结构及进料方式平衡考虑，该模具采用一模两腔，等距分布。

　　2.2 型芯的分析与设计

　　该塑件右端的花键内槽，使塑件的内孔在中间部分出现细颈，呈现两端大，中间小的状态，采用直通的型芯成型，已无法满足脱模的需要，因此，型芯采用对接的形式，对接面选取在花键的底端。上型芯成型右端的花键内孔，图4为上型芯的结构图。装配时要特别注意与上型腔板的结合面贴合紧密，防止间隙的存在。

图4 上 型 芯

　　2.3 分型面的分析与设计

　　在塑件设计时，必须充分考虑成型时分型面的形状和位置，否则塑件无法成型和脱模。分型面一般设置在塑件的最大端面处。而对于该塑件来说，如果采用常规的分型面，无论是选取上端面还是下端面，还是采用一个或两个分型面，型腔的结构都会变得非常复杂，而且脱模问题难以解决。因此，该模具结构采用较为独特的三分型面设计，分型面分别选取在塑件的1mm台阶面处、3.5mm高的六处均布外键处和左端面处，即图2中的上型腔板与侧滑块Ⅰ、侧滑块Ⅱ的结合处(Ⅰ);侧滑块Ⅰ、侧滑块Ⅱ与下型腔板的结合处(Ⅱ);下型腔板与固定板的结合处(Ⅲ)。

　　2.4 侧抽机构的分析与设计

　　(1)侧滑块的设计

　　确定了型腔的结构及分型面的位置，侧滑块Ⅰ、侧滑块Ⅱ的结构设计就成为模具设计中的关键。该模具采用半开放的型腔结构，侧滑块主要成型零件中部的细颈部分。在成型侧孔时，如果再另外单独采用侧抽机构，不但模具结构变得异常复杂，而且设置侧抽的空间非常狭小，因此可考虑将成型侧孔和成型型腔设置在同一个侧滑块上。图5为侧滑块Ⅰ的结构图，从图中可以看出，侧滑块Ⅰ不但成型部分型腔，而且还与侧型芯一起参与侧孔的成型，这样有利于简化模具结构，提高可靠性。由于侧滑块Ⅰ(包括侧滑块Ⅱ)在使用中需要不断的来回滑动，容易拉伤，因此材料选用Cr12MoV，加工前调质，加工后淬火硬度50～55HRC。特别提醒的是在设计为成型侧孔而设置的凸台时，应注意位置度的要求，避免在侧抽时和下型腔板产生卡滞现象。

图5 侧 滑 块Ⅰ

　　(2)侧滑块的定位

　　由于塑件的中间部分都在侧滑块Ⅰ、侧滑块Ⅱ上成型，因此侧滑块Ⅰ、侧滑块Ⅱ的准确定位是模具设计的关键，为避免塑件产生错位现象，合模时必须保证侧滑块的准确定位，图2中的定位块在侧抽机构中的作用就在于此。同时，侧滑块Ⅰ、侧滑块Ⅱ的锁紧面直接在上型腔板中加工出来，如图6所示，保证侧滑块Ⅰ、侧滑块Ⅱ在注射成型时受到注射压力而不至于胀模。同时，由于侧滑块主要成型塑件的外形，侧型芯不但直径小，而且长度很短，侧抽时需要的侧抽力不大，因此用强力弹簧Ⅰ(图6中的件10)产生的弹力来进行分型，不但省略了一般侧抽机构所必需的斜导柱，而且不必进行复杂的侧抽距及斜导柱等有关尺寸的计算，进一步简化了模具结构。开模后，图6中的定位钉顶紧侧滑块Ⅰ、侧滑块Ⅱ，起定位作用，保证合模时侧滑块的的准确复位。#p#分页标题#e#

　　(3)滑道的设计

　　在模具的设计中，滑道由图2中的压板与下型腔板共同组成。该滑道结构不仅新颖实用，而且结构简单、易于加工、便于维修。

图6 侧 抽 机 构

1 上型芯 2 上型腔板 3 侧滑块Ⅰ 4 下型芯 5顶管 6 侧型芯

7 固定板 8 下型腔板 9 限位钉 10 强力弹簧Ⅰ 11 拉杆 12 挡板

　　2.4 浇注系统的分析与设计

　　为保证脱模的需要，该模具在脱模时必须首先保证浇口与塑件自动断开，同时该塑件为薄壁类零件，为满足产品质量的外观要求，防止塑件的翘曲、变形、充不满等现象，因此浇口采用潜伏式浇口，在塑件中部外圆处进料。浇道设计在侧滑块Ⅰ的截面上，如图5所示。

　　2.5 金属嵌件的定位设计

　　该零件带有金属嵌件(连接螺母)，因此必须保证注射成型时金属嵌件的准确定位。考虑到该金属嵌件凸出塑件的长度仅4mm，因此，为简化模具结构，将金属嵌件的定位部分设置在推管内，依靠型芯和推管共同完成金属嵌件的定位作用，如图3所示。脱模后，随同推管一起运动的零件很容易从推管中取出。

　　3 模具工作过程

　　将模具安装在注塑机上，合模前，手工将金属嵌件装入推管的沉孔内进行定位，合模后按塑压工艺调整好注射机的相关工艺参数进行注射。

　　开模时，在强力弹簧Ⅲ(图2中的件24)的作用下，模具首先从上型腔板与侧滑块Ⅰ、侧滑块Ⅱ的结合面分开，下型腔板连同侧滑块Ⅰ、侧滑块Ⅱ随同动模一起运动，完成第一次分型，此时将塑件从上型芯中脱出，并将注射时产生的料把带出注射套;与此同时，侧滑块Ⅰ、侧滑块Ⅱ在强力弹簧Ⅰ(图2中的件8)的作用下，侧向分型，在将中部型腔打开的同时，完成侧型芯的侧抽动作，此时，第二次分型结束;动模继续后移，当达到限位杆17的限定位置时，下型腔板连同侧滑块Ⅰ、侧滑块Ⅱ停止运动，模具从下型腔板与固定板的结合面分开，完成第三次分型，此时，塑件随同型芯一起从下型腔板中脱出，最后由推管将塑件从型芯中推出，完成整个脱模动作。

　　合模时，推管在强力弹簧Ⅱ(图2中的件6)的作用下先行复位，以保证金属嵌件的安装，侧滑块Ⅰ、侧滑块Ⅱ在上型腔板的作用下，依靠定位块，准确复位，最后由分型面在合模时反压复位杆来完成整个合模过程。

　　对于这种带有金属嵌件的塑料件成型，为了保证产品质量，保证金属嵌件的准确定位，最好采用立式注射机来注射成型。因为放置金属嵌件时，立式注射机更方便可靠。

　　4 模具设计、加工注意事项

　　该模具经过巧妙构思设计，虽然结构大为简单，模具零件大幅减少，但有几个关键点在模具设计加工中应特别注意。

　　(1)上型芯与上型腔板的圆弧面要配合加工，装配时保证贴合紧密。

　　(2)可通过配磨垫块的方法来保证上、下型芯无间隙贴紧。

　　(3)为保证侧孔贯通，侧型芯长度尺寸要注意留加工余量，装配时根据实际尺寸配磨，保证与下型芯无间隙接触。

　　(4)为保证金属嵌件的准确定位，推管上的定位沉孔可在模具加工装配时，首先保证推管的高度尺寸后再加工。

　　(5)由于采用强力弹簧来代替斜导柱进行侧抽，因此装配时应保证侧滑块Ⅰ、侧滑块Ⅱ平稳滑动，无卡滞、跳动现象。

　　(6)注意第一次分型时的开模距离，保证注射套内的料把能够顺利地自动脱出。

　　5 结束语

　　由于采用了合理巧妙的结构，该模具变得简单、可靠，大大降低了模具成本，缩短了研制周期。特别是其独有的三分型面设计，顺利解决了成型、脱模等难题，降低了模具设计、制造上的困难。经过生产实践验证，该模具结构设计合理，动作平稳、可靠，成型质量符合技术要求，达到了满意的效果。