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本文摘选自《模具工业》2018年第4期

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注射模是通过特定形状成型塑料制品的一种工业生产设备。注射模的出现使塑料产品的大批量生产变成现实。

随着科技的进步和现代工业的发展,人们对注射模要求也不断提高,并由此出现了许多新型注射成型技术与工艺。

笔记本外壳是电子工业中常见的注射塑件,同时也是一种典型的薄壁注射塑件,塑件质量的好坏不仅与其注射工艺参数密切相关,也与成型塑件的注射模有很大关系。

通常,模具的流道分布不合理、浇口的位置设置不合理、冷却系统的冷却效果不均匀、排气性能差等都会导致成型的塑件质量不合格甚至不能使用。与普通塑件模具相比,为避免在注射过程中出现严重的塑件缺陷,对成型此类薄壁注射塑件的模具要求更高。

浇注系统设计

浇注系统是整副模具结构设计的核心,对于宽幅的笔记本外壳,为防止型腔充填不足的现象发生,同时实现流道的平衡充填,浇注系统需采用多点进料。

结合Moldflow模流分析软件,对浇口位置进行分析后,通过对比几种不同的方案,最终采用11点进料。

分流道采用常用的U形,一级分流道宽为9mm,高7mm,因塑件右上角的局部壁厚较薄导致熔料的流动阻力大,可适当增大其一级分流道设置为宽10mm,高8mm;二级分流道宽8mm,高7mm,其中塑件右上角的二级分流道宽为9mm,高为7mm。

所有浇口为点浇口,直径ϕ1mm。考虑到模具结构和尺寸,浇注系统的高度(不含主流道)为158mm,浇注系统的具体结构和尺寸如图4所示。

图4 浇注系统结构与尺寸

模具采用11个点浇口进料时,注射过程所需注射压力较高,由于约45%以上的压力会损失在流道上,在设计浇注系统时应使流道高度尽可能低。

该模具为倒装的三板模,推出机构设置在定模,其浇注系统长易导致压力和温度损失大,浪费原材料。浇注系统三维结构如图5所示,由于流道要穿过的模板较多,每个流道都需要进料管,避免熔体在模板之间的缝隙处扩散。

图5 浇注系统三维图

推出装置和排气系统设计

推出机构的设计原则主要是避免塑件发生变形,复杂的筋肋结构对模具型芯的包紧力大,综合考虑,得到如图6所示的推出机构,主要由24根推杆和28个斜销组成,推出机构排布均匀对称,推出力均衡分布,保证塑件有效推出且避免损坏塑件的凸筋部分。

图6 模具的推出机构

因浇口数量较多,塑件表面会产生很多熔接痕,影响塑件的外观质量和力学性能。从以下3个方面优化排气系统以增大熔融塑料在模具型腔中的流动性:①将型芯由一个整体结构改成2块组合镶件结构(见图7(a)),增加了气体的流通性;②为保证型腔充填顺利,对塑件局部较复杂的结构采用如图7(b)所示的排气型芯;③在熔接痕较明显的位置设置排气镶件(镶件由数个小排气片组成),增加排气,减少熔接痕,如图7(c)所示。

图7 排气系统的设计

冷却系统设计

注射压力大和塑件壁厚超薄的特点使得成型的塑件在注射过程中易产生较大翘曲量。为将塑件的翘曲量控制在行业标准值内,根据塑件变形趋势对冷却水路进行优化设计。模具型腔部分采用并排5根直通回路,模具型芯部分沿着塑件边缘分布了2根U形水路,中间部分采用隔水板进行冷却,其冷却水路分布如图8所示。

图8 模具冷却系统

模架结构设计

图9 模架结构

为减少塑件的注射缺陷,将浇口设计为点浇口的形式,其优点是塑件与浇注系统可以自动分离,且浇口残留痕迹小。塑件的外观面为一级表面,不能在塑件外表面留下任何注射缺陷,因此浇口设置在塑件的反面。对应的模架需采用倒装的三板模结构,塑件的外观面在模具动模侧成型,将推出机构设置在定模侧。塑件内表面在模具的定模侧成型,浇注系统和推出机构也在定模侧。最终设计的模架结构如图9所示。



内容来源:《模具工业》2017年第04期

原文作者:黄珍媛1,肖尧1,傅洁琼1,汪智勇2

作者单位:1.华南理工大学;2.群达模具(深圳)有限公司

微信编辑:野牛



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