厨卫处理机壳体注塑模具设计

毛金明，马 野

(浙江纺织服装职业技术学院 浙江 宁波 315211)

0 引言

随着国民经济与生活水平现代化的迅猛发展，大众对家用电器提出愈来愈多的要求。目前，电器结构与工作原理不断地改进，功能也更加多样化。由于塑料轻，绝缘性好，导热性低，成型性、着色性好和加工成本低等特点，塑料在电器外壳上得到了广泛的应用。

1 塑件结构与工艺分析

电器处理机主要壳体部分整体结构如图1所示。

图1 壳体塑件

塑件外形最大尺寸约为： 317 mm×262 mm×193 mm。壳体材料采用工程塑料ABS，收缩率为0.5%。ABS具有良好的抗冲击性、硬度强度、韧性等力学性能。塑件上设置了很多加强筋，以满足结构强度要求。除了常规的侧孔和加强筋外，其最大的结构特点是有一面高度较大的安装面，用于安装处理机控制电器元件。

2 模具结构设计

2.1 模具分型面设计

塑件分模前，通过UG软件进行塑料的分模验证。UG工具中的斜率分析与模具部件验证中的检查壁厚工具可以根据颜色检查出分型面的位置以及对直身面进行拔模处理和壁厚情况分析，如图2所示。

图2(a)中，不同颜色代表塑件中斜率不同的位置。分型面的位置应选在塑件脱模方向最大外形轮廓处，即通过该方向上塑件的最大截面处。根据塑件结构，开模方向的塑件分型面设置在颜色分界的最大轮廓A-A处，如图3(a)所示。同时由于直身面较大，且由壁厚分析尺寸得知厚度稍薄，如果采用拔模处理来避免开模拉伤塑件，可能会削弱塑件强度。因此沿垂直方向采用滑块侧向抽芯，垂直分型面设置在B-B处，如图3(b)所示。同时分型面的设置，应尽量不破坏塑件的外观表面，同时应便于排气和浇注系统的布置，特别是浇口位置的设置。[1]

(a) 面斜率分析

(b) 壁厚分析图2 塑件分析

(a) A-A分型位置

(b) B-B分型位置图3 塑件分型示意

2.2 模具成型零件设计

根据分型面分析，模具成型零件一般由前模、后模、成型滑块和其他成型零件(如斜顶和成型推杆、块等)组成。塑件直身面有上下圆形和方形的侧孔、螺钉安装柱和底孔，整个侧面孔需要抽芯，但抽芯距离不大。由于整个直身面的面积较大，且成型零件高度较高，所以采用前模斜滑块成型结构。前模斜滑块成型一般在前模侧，成型面积在滑块上较大，尤其是滑块在前模侧很高，且抽芯距离小情况下使用。前模斜滑块占用模具面积较小，开模后斜滑块抽芯机构均处于前模，不影响塑件从后模脱模，利于实现全自动注塑。塑件另外一侧通孔滑块侧面抽芯面积较小，采用普通滑块和斜导柱配合成型，如图4所示。[2-3]

(a) 成型零件

(b) 侧抽芯零件图4 塑件成型结构示意

2.3 模具抽芯结构设计

对于抽芯机构的设计和动作要求，在塑件成型的时候，能够准确地复位组成塑件成型空腔；在塑件顶出时候，滑块成型零件必须能够移动到安全位置，避免顶出时候干涉塑件的顶出。

由图4可知： 前模和斜滑块安装在A板上；后模和小滑块安装B板上；斜导柱安装在A板上。整个成型零件在模具定模A板和动模B板作用下合模。注塑完成后，模具在注塑机的带动下，动模向后运动，斜滑块在图5压缩弹簧的作用下从前模A板中弹出滑块，斜滑块同时侧向移动，完成抽芯动作。小滑块在斜导柱的作用下也利用开模动作完成抽芯。塑件注塑完成后，由于锁模力作用，斜滑块必须第一步采用安装在动模上的限制块拉动斜滑块底部拉钉随着动模向后运动，避免粘前模而导致塑件损坏。斜滑块脱离塑件后，限位块不再限制拉钉，斜滑块与动模分开。同时该塑件肋板表面在成型中表面面积较大，与滑块的粘模力在抽芯时候会带动该面随着斜滑块向后运动，导致塑件变形，甚至损坏塑件，所以斜滑块上设置了侧向弹性推杆机构，如图5所示。在斜滑块向后抽芯的运动瞬间，安装在斜滑块上的挡板仍然受定模A板直面作用，挡板上的推杆推着塑件分离斜滑块，避免粘住斜滑块，防止塑件变形，保证塑件质量。[4]

(a) 斜滑块结构

(b) 拉钉结构图5 抽芯结构示意

2.4 浇注系统设计

塑件顶部有圆形孔，对于此类塑件，一般使用多点均衡式侧浇口进行浇注，该塑件使用3个侧浇口注塑成型。模具主流道直接通过前模。前模和型芯各加工半圆槽组成圆柱形分流道。侧浇口加工在前模上，便于成型后去除浇口凝料，如图6所示。

(a) 前模流道

(b) 后模流道图6 前后模浇注系统示意

2.5 推出系统设计

模具推出系统将成型塑件及浇注系统凝料从模具中安全无损坏地推离模具。塑件脱模时不能变形和断裂。推力点不但应作用在包紧力大的地方，还应作用在塑件刚性和强度大的地方。如图7所示： 本模具的推出采用圆形推杆、推管、底部成型内凹斜顶和大方形推杆组合推出。圆形推杆避开冷却水管，塑件底面均匀布置；推管主要用来将塑件沿安装圆柱孔推出。斜顶主要是塑件底部有一处内凹，斜顶既可以顶出，又能成型塑件内扣。由于塑件中间有大型芯，包紧力相对较大，所以中间圆柱型芯周围设置了4个方形推杆。推杆顶部可以根据不同要求加工出产品logo，而且便于快换。

图7 推出机构示意

3 模具冷却系统

模具采用冷却循环水冷却，前模、斜滑块和后模深水冷却采用直径为20 mm的冷却水道。在装配时，水道中间用隔水挡片隔开，冷却水从一端进入，受中间隔水挡片阻挡，先流向冷却水道另一端，再循环回来进入下个冷却水道，反复循环冷却，如图8所示。

(a) 前模和斜滑块冷却系统

(b) 后模冷却系统图8 冷却系统示意

4 模具整体结构图和工作原理

整个模具在完成注塑后，后模在注塑机的作用下向后运动，把塑件从前模拉出。同时，前模斜滑块在拉钉和弹簧的作用下，斜滑块向后运动，同时侧向移动，在侧向辅助推杆作用下，斜滑块安全脱离塑件。塑件随着后模向后运动完成整个模具脱出型腔动作。模具打开后，在圆柱推杆、斜顶、推管和方形顶杆作用下，平稳地推出塑件，完成整个模具成型周期，如图9所示。

1—推管；2—模脚；3—方推杆；4—冷却水道；5—塑件；6—前模；7—滑块；8—斜导柱；9—斜顶；10—斜滑块；11—弹簧；12—斜导柱；13—挡板；14—弹簧；15—推杆图9 模具总装示意

5 结语

针对处理机塑件结构特点，设计并使用了一种前模斜滑块机构两板模具。模具设计了2个分型，分别是前后模具打开和斜滑块在前模弹簧作用下打开。根据塑件肋板外壁特征及成型和脱模需要，在斜滑块上设计了拉钉和侧向推出结构，避免了塑件粘前模和斜滑块而导致塑件变形和损坏的可能。整体模具采用前模斜滑块机构，完成了塑件的注塑成型和顶出，模具整体尺寸小，同时有效地简化了模具结构。