签字笔笔体注射成型工艺分析与模具设计

模具工业2009年第35卷第10期 签字笔笔体注射成型工艺分析与模具设计 黄添彪 (浙江海洋学院，浙江舟山 316000) 摘要：介绍了签字笔笔体成型工艺和注射模结构特点及工作过程。通过采用斜导柱、弹簧等实现了塑件 侧孔成型；采用新颖的冷却系统避免了细长型芯对冷却系统布局的影响。此注射模设计可为需要侧成 型同时需采用细长型芯的模具设计提供参考。 关键词：斜导柱；弹簧；侧成型机构；细长型芯；冷却系统；注射模 中图分类号：1Q320文献标识码：B 文章编号：1001—2168(2009)10—0054-05 AnalIysisofinjectionmoldingprocessanddesignofmould forfountainpenholder HUANGTian-biao (ZhejiangOceanUniversity，Zhoushan，Zhejiang316000，China) Abstract：111emoldingandoperatingprocessandthestructurefeaturesofaninjectionmouldfora fountainpenholderwerepresented．nlemoldingofsideholeswasachievedbyusinganglePinand spring；theapplicationofIlovelcoolingsystemkeepstheslimcotesfromaffectingthelayoutof coolingsystem． Keywords：anglepin：spring；sideformingmechanism；slimcove；coolingsystem；injectionmould 1塑件结构特点与工艺性分析 图1所示塑件是签字笔笔体，为ABs，乳白 色，要求塑件外观光滑，无飞边，并且尽量减少熔接 痕、顶白等影响塑件质量的缺陷出现。由图1知，塑 收稿日期：2009-05-06。 作者简介：黄添彪(1973一)，男，湖南新邵人，工程师。主要从事 模具设计制造的教学与科研工作，地址：浙江省舟山市定海区海 院路18号浙江海洋学院机电学院先进制造实验室，(电话) 15858068135。(电子信箱)htb8888@163．cclm 件具有以下特点： (1)塑件外形尺寸110rrmX10rmaX3rma,平均 料厚0．5rrm,属典型大轴径比深腔类塑件。 (2)塑件与常见签字笔笔体最大的不同是呈扁 平状，对型腔与型芯设计提出了更高要求。 (3)塑件侧面设计有穿丝侧孔，注射成型时需要 侧抽芯成型。 (4)塑件各孔径及位置公差要求按国标GB／T1． 804设计，属大批量生产。 塑机顶杆接触到推板停止，顶杆推动推杆固定板带 动斜顶座2l，推动斜顶7、8、17、18将塑件顶出定模 镶块。并同时完成内向抽芯任务。注塑机顶杆后退 时，在弹簧20作用下，推杆固定板带动斜顶座后退， 使斜顶复位f5'6】。 5结束语 采用晒和lVbldflcw软件成功设计与模拟了人 体工学鼠标外壳注射模内外抽芯机构及模具注射 过程，并采用“软模”进行了验证和修改。鼠标外壳 注射模成型的鼠标外壳尺寸稳定，外观品质优良， 现已成功投入到批量生产中。 参考文献： 【1】Q毪垤耐oE．Ergomxmequalswristrelia[J】．Smll BusinessCcxnptrdrg，200r7(2)：30-31． 【2】姜家吉，周泳全．基于DOE的注射零件表面颜色和光 泽度的控制[J】．机械工程师，2009(4)：29-30． 【3】张南，赵松杰．外侧斜抽芯注射模结构对比分析【J】 模具工业，2009，35(3)：3943． 【4】夏建生．IVbldflozr／MPI在双色注射成型中的应用【J】． 模具工业，2039，35(3)：12-15． 【5】陈志刚．塑料模具设计[M】．北京：机械工业出版社， 2002． 【6】夏江海．塑料成型模具与设备【M】．北京：机械工业出 版社。2006． 万方数据 模具工业2009年第35卷第10期 55 2模具设计 模具采用一模16腔，多浇口进料，模具结构如 图2所示。A13S塑料的成型收缩率为0．3％～O．8％， 根据经验，取0．4％。 2．1分型面选择 深腔类塑件的分型面大多选择在腔IZl部，此塑 件由于高度(Z轴)方向值相对于其水平(X、y轴) 方向值大很多，为方便分型、简化模具结构，主分面 选择在图2Ⅱ一Ⅱ处。 2．2浇注系统设计 考虑到如从型腔内部进料，模具结构复杂，为 了不影响塑件JTl-观质量，决定采用笔体端头多点浇 图1签字笔笔体 图2模具结构 1．动模板2．水道板3．型芯定位板4．推件板5．笔体型芯6．水管接头7．螺钉8．定位销9．限位腔板10． 定模座板11．浇口套板12．流道板13．拉料杆14．浇口套15．笔体型腔板16．螺钉17．定位销18．导套 19．导柱20．推杆21．螺钉22．定位销23．螺钉24．推杆固定板25．推板26．支承块27．限位块28．螺钉 29．定位销30．斜导柱31．水管接头32．导套33．螺钉34．定位销35．斜滑块36．侧孔型芯37．矩形弹簧 万方数据 模具工业2009年第35卷第10期 口进料。采用点浇口进料，模具充模状态好，排气通 畅，能保证熔料在注射成型过程中均匀填充型腔。 2．3主要成型零件设计 签字笔笔体注射模主要成型零件为：笔体型 芯、侧向分型机构、笔体型腔板等，其中笔体型芯如 图3所示，材料采用国产P500预硬钢。笔体型芯在 保证塑件VI部尺寸不变的前提下采用0．2。的脱模 斜度。 笔体型腔板15如图4所示，综合考虑各种因 素。取其工作部分脱模斜度0．2。。笔体型腔采用电 火花机成型。钳工修整。 图3笔体型芯 ．I I I．I l I⋯l‘艾X} 旷t。r丁丁．TT TTT I T l’ J 爿ol、 ● ～ rr 丫 ’ 1＼ nI 20 45 45 |寥 图4笔体型腔板 mⅢⅢⅢ毕LⅢⅢⅢⅢ¨Ⅲmwm^Z一 万方数据 模具工业2009年第35卷第10期 57 2．4侧向分型机构设计 与开模方向垂直的笔体两侧的孔需要左、右侧 向抽芯成型。为保证斜滑块与斜导柱有相对运动， 斜导柱固定在定模座板上，定模板与斜滑块之间设 计矩形弹簧。侧孔型芯与笔体型腔板(2块)采用孔 定位，利用螺钉固定。斜导柱倾角取16。，水平方向 抽芯距单边22．5mrll'B—B面分型距，即2块笔体 型腔板的分型距为45nTn。 为避免斜导柱与斜滑块在工作过程中与限位 腔板9产生过定位，导套32与斜滑块35采用 0．01～0．03姗的过盈配合，斜导柱30与导套32之 间采用l～1．5nTn的大间隙配合，这样既满足了斜 导柱的导向功能又保证了斜滑块的精准定位。在保 证模具使用寿命的前提下，为提高斜滑块与限位腔 板9之间的面接触质量，降低加工难度，采用了在 斜滑块35与限位腔板9配合的面上开不规则沟壑 的方法，见图5。图6所示为斜滑块与限位腔板及型 腔板的装配示意图。为保证笔体型腔板与推件板在 成型时两者之间的平面接触精度，型腔板与推件板 接触面要高出限位腔板底面1～1．5m’见图2中A 处放大。 图5斜滑块侧面沟壑布局示意图 f，，，，，，，，，，，“钐形钐物 7，--j’------A＼ 7-—．。一一 、燃}9沁阏 ， J， ， ， 一 乞 f ， f ， P ， p ， p I， 1d1，， 图6斜滑块与限位腔板装配示意图 限位腔板与斜滑块以16。倾斜角保持面接触，为 保证斜滑块与限位腔板之间的面配合精度，降低制 造成本与加工的复杂性，限位腔板与斜滑块采用同 一毛坯一次性慢走丝成型两零件的配合面。 2．5冷却系统设计 由于塑件投影面积相对较大，同时属深腔类零 件，无法避免采用细长型芯；为保证塑件能够在同一 温度均匀注射成型，同时提高生产效率，对冷却系统 设计提出了很高要求。签字笔笔体注射模采用型 腔、型芯同时冷却的方式，其中型腔循环水道布置见 图2，型芯循环水道布置见图7。通过对型腔、型芯同 时冷却，模具注射温度得到了很好的控制。 图7型芯水道结构 2．6脱模机构设计 注射成型后塑件包紧在主型芯上，需要设计脱 模机构将塑件从主型芯上顶出。顶出机构采用推件 板，利用塑件口部的壁厚将塑件顶出。为了将注塑 机顶杆的作用力均匀分布在推杆固定板上，推杆固 定板设计了导向系统。 3模具工作过程 模具闭合，熔融塑料经过浇口套、流道板注入型 腔，达到一定压力后冷却系统工作，塑件成型。随着 注塑机的开模动作，在弹簧作用下，流道板与浇口板 首先分开，流道凝料通过拉料杆与流道板分开，完成 第1次分型，即I—I面开模。弹簧继续作用，侧向 抽芯机构工作，完成侧孔抽芯。随着开模动作的继 续，塑件包紧在主型芯上逐渐与笔体型腔脱离，带动 浇口凝料从浇口套中脱出，斜滑块在限位块27作用 下停止移动，此时2块笔体型腔板分开45ram,同时 完成第2次分型(见图2Ⅱ一Ⅱ)。继续开模，注塑机 顶出系统工作，注塑机顶杆推动推板、推杆固定板、 万方数据 58 模具工业2009年第35卷第10期 钢塑共挤模具过渡拖动段成型分析 与模具结构优化设计 张华。陈 丰 (安徽科技学院工学院，安徽凤阳233000) 摘要：建立了钢塑共挤模具的三维模型，通过在Gambit中进行有限元前处理，导入Polytlow,对过渡拖动 段成型的基本规律进行了数值模拟，获得了聚合物熔体在模具内的速度场、温度场分布。在特定流量 下，分析了不同钢衬拖动速度对聚合物流动的影响规律，并在此基础上设计了钢塑共挤模具冷却系 统。 关键词：钢塑共挤模具；过渡拖动段；速度场；温度场；冷却系统 中图分类号：1Q320．66文献标识码：B 文章编号：i001—2168(2009)10—0058—04 AnalysisontheshapingintransitiondrivingsectionandstructuraI optimizationdesignofco·extrusiondieofpolymerwithmetalinsertzI粼Hua．a{ENFeng (FacultyofEngineering，AnhuiScienceandTechnologyUniversity，Fengyang，Anhui船：3000，China) Abstract：A3Dmodelforco-extrusiondiesofpolymerwithmetaIinsertwasestablished．，nlebasic shapingrulesoftransitiondrivingsectionwerenumericallysimulatedbyusingPolyflowafter pre-processedinGambit．，nledistributionoftemperatureandvelocityfieldofpolymermeltinthe diewasachievedandtheeffectruleofvariousdrivingvelocityinsteellinerOilthepolymerflow wasanalyzed．Basedonit．acoolingsystemofco-extrusiondieSofpolymerwithmetalinsertwas designed． Keywords：co-extrusiondieofpolymerwithmetalinsert；transitiondrivingsection：velocityfieId； temperaturefieId；coolingsYstem I引言 塑钢型材是在聚合物型材挤出后再安装金属 钢衬的一种复合材料，目前已在生产中得到了广泛 应用。钢塑共挤技术是近年来我国自行研究开发的 将聚合物熔体与金属型材在模具中复合挤出的先 进成型方法，其突出特点是通过共挤模具使聚合物 熔体在挤出过程中对金属型材进行包覆，从而实现 收稿日期：2009-05—060 基金项目：安徽省教育厅自然科学研究项目(1q20098073Z)。 作者简介：张华(1978一)，男，山东泰安人，讲师，主要研究方 向：数值模拟与仿真，地址：安徽凤阳安徽科技学院工学院，(电 话)15905506736，(电子信箱)chimlei}xrg@163．oorrlo 聚合物和金属复合挤出的一次成型。由于采用先进 的共挤技术，钢塑共挤型材真正实现了塑钢一体，相 对塑钢型材在机械强度、生产效率和加工成本等方 面均具有显著的优势。 钢塑共挤模具的特点是在模具内完成塑料和镀 锌钢衬的复合，钢衬通道与塑料通道成45。夹角，因 此与普通塑料挤出模相比具有更高的要求n】o模具 在材质、进出水方式、塑料与钢衬结合部位、定型套 的结构，特别是冷却水道的设置方面都有较大的改 进。图1为钢塑共挤模具结构示意图。由图中可以看 出，通常的钢塑共挤模具整体上包括5段，根据聚合 物在模具内流动的前后顺序可分为：熔料导入段、分 推杆、推件板将塑件从主型芯上推出，完成一个注 射过程。 4结束语 签字笔笔体注射模采用新颖的冷却系统成功解 决了细长型芯的冷却问题。采用慢走丝线切割加工 解决了成型零件之间位置、尺寸与形状的配合问题。 对同类塑件的模具设计有一定的借鉴作用。 万方数据 签字笔笔体注射成型工艺分析与模具设计 作者： 黄添彪， HUANG Tian-biao 作者单位： 浙江海洋学院,浙江舟山,316000 刊名： 模具工业 英文刊名： DIE & MOULD INDUSTRY 年，卷(期)： 2009，35(10) 被引用次数： 0次 相似文献(7条) 1.期刊论文 钟玲.范植坚.ZHONG Ling.FAN Zhi-jian 软盘包装盒注射模设计 -模具工业2005(8) 针对塑件纵深较大且有侧孔的情况,设计中采用斜导柱结构完成大纵深造型,同时侧面利用弹簧滑块机构实现侧抽芯,模具结构精巧,运行顺畅. 2.期刊论文 刘黛鹂.Liu Daili 十字头塑件无顶出侧向分级抽芯注射模设计 -模具制造2006,6(10) 针对十字头塑件外形特殊,采用方形斜导柱无顶出、侧向分级抽芯结构模具,模具结构简便、有效. 3.期刊论文 黎宴林.Li Yanlin 车载手机座注射模设计 -模具制造2010,10(8) 通过对车载手机座零件的复杂结构分析,为解决多种侧向抽芯和多镶件问题,采用了滑块与弹簧的组合结构和常规的滑块与斜导柱的组合结构. 4.期刊论文 张国新.ZHANG Guo-xin 清纱器导光件注射模设计 -模具工业2009,35(3) 针对导光件在试生产时存在导光效果差、导光柱中有气泡等缺陷,提出新的设计方法,通过弹簧侧向分型、斜导柱内侧抽芯,采用阶梯分型面,成功地 解决了导光件在试生产阶段存在的缺陷,保证了产品质量,降低了生产成本,提高了生产效率. 5.期刊论文 黄汉云.郭小明.刘欣.HUANG Han-yun.GUO Xiao-ming.LIU Xin 柴油机用铝合金进气接管压铸模设计 - 热加工工艺2005(10) 根据柴油机进气接管零件外形尺寸与结构特点,将模具设计成一模一腔.零件端面不作为最佳分型面.内浇口为环形,横浇道设计成扁梯形.模具采用斜 导柱侧抽芯结构,利用弹簧复位.使用表明,该模具结构合理,脱模顺利,铸件形状和表面质量都达到图纸的要求. 6.期刊论文 艾福南 盖架注射模设计 -模具工业2001,1(1) 通过对盖架塑件的结构和工艺分析，进行了模具设计，模具采用了斜推块抽芯、斜导柱抽芯、弹簧抽芯、液压抽芯等机构，从而使模具结构简单合 理。 7.期刊论文 尚庆付.SHANG Qing-fu 塑料表封注塑模设计 -模具技术2009(4) 通过对水表上的塑料表封零件的分析,设计了1套一模四腔的注塑模具,详细地介绍了分型面的选择、侧抽芯的设计.应用滑槽、弹簧、斜导柱等机构 ,解决了侧型芯顺序抽芯、驱动方式、连接方式等问题.模具具有结构紧凑、抽芯动作可靠、型芯强度高、使用寿命长等优点. 本文链接：http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_mjgy200910015.aspx 下载时间：2011年5月21日