張志添，李樹連

（1.東莞市機(jī)電工程學(xué)校，廣東東莞 523846；2.艾爾瑪科技股份有限公司，廣東東莞 523000）

1 塑件工藝分析

圖1所示為剪草機(jī)輪子擋板，該塑件材料為TPU，查原料物性表，取收縮率0.6%，該塑件側(cè)面需要做一個(gè)動(dòng)模直帶斜滑塊，對(duì)面需做一個(gè)動(dòng)模滑塊。TPU有彈性，頂出時(shí)要考慮彈性問題，并且在排氣、鑲件方面要做到高要求。

圖1 剪草機(jī)擋板塑件

2 分型與排位

2.1 分型線的選擇

根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及進(jìn)膠位置的選擇，選定開模方向如圖2所示。正面做一個(gè)動(dòng)模滑塊，右下方做一個(gè)斜滑塊，如果單獨(dú)做斜滑塊，動(dòng)模板需要很高的厚度，不利于模具的成本控制，因此需要做一個(gè)直帶斜，改變滑塊運(yùn)動(dòng)方向，控制模具成本。直帶斜行程較長(zhǎng)，需要采用油缸帶動(dòng)脫模。正中間點(diǎn)澆口進(jìn)膠，需采用三板模結(jié)構(gòu)。

圖2 開模方向

2.2 排位

根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，此塑件按1模1腔的型腔來排位。該塑件有兩側(cè)滑塊，通過滑塊的開模比較，采用塑件向上偏心的排位，中間一點(diǎn)細(xì)水口點(diǎn)進(jìn)膠方案。

圖3所示為該塑件1模1腔的排位方式，模架采用龍記標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)化型細(xì)水口，模架型號(hào)為FCI-3540-A100-B150-C100-L380。

圖3 排位與結(jié)構(gòu)

3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

該塑件所用塑膠原料為TPU軟膠，對(duì)頂出要求高，成型后塑件收縮較大，尺寸偏差較大，注射成型容易產(chǎn)生困氣披鋒（飛邊）。由于塑件兩側(cè)開滑塊，四周均為斜面，沒有合適位置做進(jìn)膠，因此選定中間部分進(jìn)膠。根據(jù)開模的方式，選擇三板模點(diǎn)澆口進(jìn)膠方式。因該塑件較大，骨位較深，軟膠充填需要高壓，考慮到可能會(huì)出現(xiàn)缺膠現(xiàn)象，為了保證順利充填，骨位處需多做鑲件。

根據(jù)上述塑件結(jié)構(gòu)分析及所選用塑膠的特性，優(yōu)先選在最利于充填的地方，進(jìn)膠方式與進(jìn)膠位置如圖4所示。

圖4 進(jìn)膠方式與位置

4 推出機(jī)構(gòu)

該塑件所用塑膠原料為TPU軟膠，在頂出的時(shí)候受力可能會(huì)不平衡，甚至有可能會(huì)出現(xiàn)頂高粘模等現(xiàn)象。為減輕頂桿印對(duì)塑件的功能和外觀影響，該模具設(shè)計(jì)時(shí)需均勻排布頂桿，滑塊打開后，觀察塑件結(jié)構(gòu)，該塑件中間骨位是最粘模的地方，所以頂桿主要頂出部分為中間區(qū)域。

在中間區(qū)域空間不夠的情況下只能做扁頂桿（盡量做大），圖5中間做8支4×6mm的扁頂桿，而外側(cè)空間不夠的情況下就排布小一點(diǎn)的頂桿，做一支1.8×6mm的扁頂桿，在轉(zhuǎn)角處下一支?4mm的圓頂桿和一支?2mm的圓頂桿。頂桿分布原則：盡量均勻分布，保證受力平衡。

圖5 頂出機(jī)構(gòu)

5 冷卻與排氣

5.1 排氣系統(tǒng)

圖6所示為模具排氣系統(tǒng)，在分型面四周均需做排氣系統(tǒng)。查閱資料得知該塑件所選取的塑膠TPU溢邊值為0.03～0.06mm，為防止注射時(shí)溢料起披鋒（飛邊），參考該材料的溢邊值，設(shè)計(jì)模具時(shí)采用排氣深度為0.02mm，外側(cè)主排氣槽深度可設(shè)為0.2mm。

圖6 排氣系統(tǒng)

5.2 冷卻系統(tǒng)

模具布局為1模1腔，根據(jù)該塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，該模具的定模型腔有高低起伏，因此在冷卻布局上采用兩層冷卻結(jié)構(gòu)。定模型腔冷卻分兩組（如圖7所示中1和2），環(huán)繞定模型腔塑件周圈起高低差。動(dòng)模型芯由于中間需要做頂出，側(cè)面做滑塊，冷卻水管無法排布形成回路，只能分1組，如圖7中的4。側(cè)面滑塊需要做一組，如圖7中的5。模芯中冷卻回路直徑最小為?8mm，滑塊中冷卻回路由于空間不夠的原因，可以適當(dāng)做到?6mm，冷卻液介質(zhì)采用水冷方式。

圖7 冷卻系統(tǒng)

6 成型零件材料的選擇

模具成型零件如圖8所示，因該塑件塑膠原料為TPU，成型時(shí)容易產(chǎn)生困氣，所以排氣要多優(yōu)化。另外無表面調(diào)光要求，TPU的硬度較軟，脫模時(shí)容易粘模。綜合以上所有問題點(diǎn)，成型材料可以選用預(yù)硬料及易加工的鋼料。其中定模型腔、動(dòng)模型芯及2個(gè)滑塊均采用預(yù)硬料（如選用PX4，或者P20鋼料），精加工后需電火花加工尖角和轉(zhuǎn)角及其余加工困難的地方。

圖8 模具成型零件

7 模具結(jié)構(gòu)及其工作過程

模具結(jié)構(gòu)如圖9所示，該模具沒有定?；瑝K，因此開合模時(shí)按普通的三板模方式。首先，開模時(shí)流道板3先打開，澆口料10取出，之后定、動(dòng)模板打開，動(dòng)模側(cè)面的滑塊14通過斜導(dǎo)柱同步打開，直帶斜滑塊8需要通過油缸9二次運(yùn)動(dòng)開斜滑塊5，開完滑塊5和14就可以頂出塑件11。

圖9 模具結(jié)構(gòu)

合模時(shí)，先合動(dòng)模直帶斜滑塊8和斜滑塊5，油缸9回位，之后按普通的三板模合模，進(jìn)入下一個(gè)成型周期。

8 結(jié)束語

該模具應(yīng)用在剪草機(jī)輪子擋板上，需要耐磨，配合度要求高，組裝時(shí)不能出現(xiàn)間隙影響輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，該模具含有一個(gè)動(dòng)模直帶斜滑塊和一個(gè)動(dòng)?；瑝K，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，為今后類似塑件的模具設(shè)計(jì)提供可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。