豪华客车行李箱锁主体部件注射模设计

豪华客车行李箱锁主体部件注射模 耐?斯怠飞{-~-iIi模~076好9-22帮708手 240—mail:nice@nicemachine. net?塑料注射模技术? 豪华客车行李箱锁主体部件注射模设计 文根保,文莉,史文 1.航宇救生装备公司(湖北襄樊441002) 2.澳大利亚悉尼大学(澳大利亚) 【摘要】注射模结构设计分析法有3种:常规分析法,成型痕迹分析法和综合分析法.常规 与成型痕迹分析法相结合的综合分析法,它是在有制品样件的前下,对于复杂塑件注射 模的结构设计,应先采用常规分析法后,再采用成型痕迹分析法来验证注射模结构设计的 可行性的方法.而塑件和注射模上的”障碍体”是注射模的各种运动机构设计的主要决定 因素之一. 关键词:箱锁主体部件;成型痕迹;成型痕迹分析法;常规的设计法;综合分析法 中图分类号:TQ320.66文献标识码:B文章编号:1671—3508—2009—04—29—194 DesignofInjectionMoldforTrunkLock’S PrincipalPartofSaloonCar 【Abstract】Therearethreemethodstodesignandana1vzethestructure0ftheinieeti0nmolds: conventionalanalyticmethod;moldingtraceanalyticmethodandthesynthesismethodwhich combinestheconventionalanalyticmethodandthe~rmingtraceanalysistogether.The synthesismethodisalwaysusedtodesigncomplexstructureofinjectionmolds.Withthis method,aftergotproductsamples,usetheconventionalanalyticmethodfirst,thenusethe moldingtraceanalyticmethodtovalidatefeasibilityofinjectionmoldsdesign.Thebarrierson modelsandtheinjectionmoldsisoneofthedeterminingfactorswhendesignmechanismsof molding(injection)molds,SOhowthedifferentbarriersdeterminethemovementofthe demouldingmechanismandthestructuraldesignofthecorepuller. Keywords:injectionmold;moldingtraces;analyzeofmoldingtraces;conventionalanalytic method;synthesismethod l引言 注射模结构设计分析有3种方法:一种是常规分 析法,又可分成单要素和多要素分析法两种;一种是 成型痕迹分析法;一种是常规分析法和成型痕迹分析 法相结合的综合分析法.成型痕迹分析法是从制品 样件的模具成型痕迹分析人手,如果对确定制品注射 模结构,能够做到透彻和清晰地剖析塑件成型的机 理,那就可以直接地使用成型痕迹分析法来设计注射 模结构.模具成型痕迹虽然是直观,但有时不是那么 明了,具有一定的隐蔽性和局限性,易造成我们观察 时的失察.如果对确定制品注射模的结构是模糊不 清的,就绝对不能单纯地应用成型痕迹分析法.因为 成型痕迹分析法常常会存在辨认时的失读,还可能因 存在着隐形的成型痕迹不易解读而造成注射模结构 设计的失误.常规分析法是在缺失制品样件或新设 计制品的情况下来设计注射模,该法是可以全面地剖 析和分析塑件的形状特征;塑件的成型规律;注射模 的结构特点.这是属于一种的,理性的,细致的 和全面的切实可行的模具结构设计分析方法;而成型 痕迹分析法确是一种直观的设计分析方法.”障碍体” 要素剖析是注射模及成型模的各种运动机构的设计 的主要决定因素之一. 2对象零件的资料和形体分析 ? 62?《模具制造)2009年第6期 . 塑料注射模技术? 耐?斯搀怠瑟嘉8手240Hltp://www.nicemachine.netE-mail.nice@nicemachine.net 箱锁主体部件如图1所示.箱锁主体部件由主体 部件l和圆螺母2组成. 2.1对象零件的资料 材料:30%玻璃纤维增强聚酰胺6(黑色) QYSS08—92,收缩率1%,对象零件的最大投影面积 15,114mm,用于设备:XS—ZY一230注塑机,净重200g, 毛重210g,塑胶的注射量大. 2.2”障碍体”与对象零件的形体分析 对象零件的形体分析对于产品的形状结构和尺 寸的分析是十分重要的,只有对产品的形状结构和尺 寸的分析透彻后才能够解决分型面的选用,型孔或型 槽的抽芯及塑件脱模机构的设计等一系列的问题. 图1所示塑件结构复杂,型面诸多和尺寸繁多.在对 产品零件的形体分析时,应该由浅及深,由繁及简,由 表及里去提取核心的结构和尺寸.还须先抓主要矛 盾,再抓次要矛盾,最后抓一般矛盾的方法.也就是将 图1箱锁主体部件的形体和模具结构分析 1.主体部件2.圆螺母 《模具制造》2O09年第6期?63? 耐?斯怠恕嘉8手240—mail:nice@nicemachine. net?塑料注射模技术? 复杂的事物分解成若干个简单的事物,再一个一个地 去解决这些简单的事物,简单事物解决起来就容易的 多了,成功的把握性就更大了.这些简单的事物解决 了,复杂的事物便随之而解. 2.2.1对象零件的形体分析的原则 (1)确定对象零件在模具中放置的位置,盒状零 件一般是将投影面积最大的面放置在动模上或定模 上,而筋槽较多的面一般放置在定模上. (2)找出影响对象零件分型面的形体及其尺寸, 注意运用形体回避法去除”障碍体”对动,定模分型面 的影响. (3)找出影响对象零件的各种型孔或型槽成型的 形体及其尺寸: a.找出对象零件侧面方向的型孔或型槽及其尺 寸,这是影响对象零件型孑L或型槽的抽芯机构的结构 或活块结构的因素. b.找出对象零件与开,闭模的方向平行走向的型 孔或型槽及其尺寸,这是影响对象零件采用镶件的结 构,活块的结构和垂直抽芯机构的因素. 2.2.2”障碍体” “障碍体”是存在于模具或产品零件上,起到阻碍 模具开,闭模和抽芯及产品零件脱模运动的一种实 体.如图lA—A和c—c剖视图及D—D局部剖面图所 示,若塑件沿开模方向脱模便存在着”障碍体”的影 响,若塑件沿开模方向成30.角方向脱模,则不存在着 “障碍体”的影响. 2.2.3对象零件的形体分析 (1)塑件摆放位置,塑件的正面应放置在动模上, 而带加强筋的背面应放置在定模上. a.正面的小方槽的4)24mmx60.锥台里面有着 +22film,深7.7ram的圆孔.中间的外径为西19%” mill,内径为+17.5mm,槽宽为8.2mm,长为17mm的十 字形花键孔.下面是4)19”mm的圆孔.应注意的是 正面大,小方槽前面有6mmxtan60.=3mm的”障碍 体”,在D—D剖面上有6mmxtanlO.=1.06mm的”障碍 体”. b.背面有4-M6mm的螺孔;5—3mm的孔及1一 1.5ram的孔. (2)~)qll面方向的型孑L或型槽及其尺寸. a.左侧面有8.007lnmX3mnl的孑L及+21.3mmx20 mm的孑I b.右侧面有4,8mmx43ram的孔及1O:mm× 10嚣mm×45mm的方孔. c.后侧面有14minx22.5mmxl5.3ram角形槽. 3塑件浇注系统分析和设计 浇注系统的设计是注射模设计极为重要的一环, 塑件的成型缺陷痕迹大部分是因浇注系统的设计不 到位而产生的,如填充不满,缩痕,流痕等.由于塑件 净重200g,毛重210g,故用ch6mm的直接浇1:3才能填 充满型腔. 4”障碍体”与注射模结构分析和设计 4.1分型面的设计 分型面的设计如图1B—B剖面图所示的台阶形 面.分型面的一侧为动模部分,而另一侧为定模部分. 4.2塑件的侧面抽芯机构设计 塑件侧面的型孔或型槽,共采用了3处水平斜销 滑块抽芯机构来成型3个侧面的型孔或型槽. 4.3塑件的正面及背面镶件的设计 塑件的正面及背面的型孔走向若是平行于开,闭 模方向的,一般是采用镶件或镶嵌件来成型,利用模 具的开,闭模进行抽芯.也可以采用垂直抽芯机构抽 芯. 塑件的背面的5一#,3ram和1一西1.5ram的型孔,可 采用镶件成型与抽芯.中间的外径为4d9”mm,内径 为17.5ram,槽宽为8.2ram,长为17mm的十字形花键 孑L,下面是+19mm的圆孔及型孔,也可采用镶件成 型与抽芯.4个M6mm的螺孔也可以采用活块成型与 抽芯. 只是24mmX60.锥台里面有着22.mm深 7.7mm的圆孔,若采用镶件成型及抽芯,固定的镶件将 会成为30.斜向塑件脱模的隐性”障碍体”.看来只能 采用垂直抽芯机构抽芯来避开隐性”障碍体”的阻挡 作用. 4.4应用机构运动来避开”障碍体”的方法 应用改变产品零件上形体的抽芯机构或脱模机 构的运动方向来避开”障碍体”的方法. (1)脱模运动避开法. 利用改变脱模机构的运动方向,将存在着的显性 “障碍体”进行避开的方法,如图1A—A剖视图及D—D 剖面图所示.若塑件脱模方向是沿模具的开模运动 ? 64?《模具制造}2009年第6期 耐?斯怠8手240Http:/1www.nicemachine.netE—mail:nice@nicemachine.net 方向将塑件顶出,势必会碰到6xtan30.=3ram的显性 “障碍体”及6xtanl0~=1.06ram的显性”障碍体”的阻 挡,使塑件不能脱模.为了能让塑件顺利地脱模,脱 模机构的顶杆就必需沿着显性”障碍体”的30.方向进 行顶出,才能有效地避开显性”障碍体”的阻挡,如图 2b所示.而~b24mrnx60.锥台的造型也正好符合塑件 的斜向脱模. (2)抽芯运动避开法. 利用抽芯机构的运动,将存在着隐性”障碍体”进 行避开的方法,如图2C—C剖面图及如图2D所示.成 形~24mmx60.锥台里面有着西22.mm深7.7mm的圆 孔的型芯,是塑件斜向脱模的隐性”障碍体”,可利用 垂直抽芯机构抽芯来避开该隐性”障碍体”,才a,,I』 地进行塑件的30.斜向脱模运动. 4.5注射模结构分析和设计 注射模的斜向脱模及垂直抽芯机构的分析如图2 所示. (1)”障碍体”影响着脱模机构的运动. 如4.4的(1)脱模运动避开法分析中所指出:为了 能让塑件顺利地脱模,脱模机构的顶杆就必需沿着显 性”障碍体”的30.方向进行顶出,才能有效地避开显 性”障碍体”的阻挡,如图2所示.注射模的脱模机构 是采用平动与斜动的双重脱模机构的结构,为了减少 双重脱模机构之间的摩擦,在平推板2与斜垫板5两 端之间装了轴3和滚轮4,变滑动摩擦为滚动摩擦. (2)隐”障碍体”影响抽芯机构的运动. 在~24mmx60.锥台里面有着22mm深7.7ram 的圆孔的型芯,利用垂直抽芯机构抽芯来避开隐性 “障碍体”,才能进行塑件的30.斜向脱模.垂直抽芯 机构的齿条l6随着动,定模的开模运动产生向上的直 线移动,齿条16带着齿轮13在齿轮轴12上转动,进而 带着型芯齿条l4向下的直线移动,即可完成+22. mm深7.7ram的圆孔的型芯垂直抽芯运动.反之,动, 定模的合模时,型芯齿条l4的复位.键l5是防止型 芯齿条l4的转动,圆柱销l7是防止齿条16的转动. (3)注射模的结构设计. 注射模的结构设计如图3所示. a.注射模为二模板式的模架. b.直接浇口为~b6mmx2..直径为4,6ram的浇口凝 料在塑件脱模后,可用手掰断料把而省去切除浇口凝 料的机械加工. c.根据塑材的收缩率设计动模型腔和定模型芯, 应该注意拔模斜度的设定,否则塑件容易粘贴在定模 型芯. d.定模上运用了7处镶件和4处镶嵌件,以实现塑 件背面方向的型孔的成型和抽芯. e.模具的左,右和后侧面的型孔或型槽,采用了3 处斜销滑块抽芯机构以实现塑件的成型和抽芯.一 处采用了齿条,齿轮和型芯齿条的垂直抽芯机构以实 现塑件的成型和抽芯,有效地避开了隐I生”障碍体”对 斜向塑件的脱模. f.模具的脱模机构将平动脱模机构的运动转换为 零件零件 图2注射模的斜向脱模及垂直抽芯机构图… 1.平垫板2.平推板3.轴4.滚轮5.斜垫板6.斜推板7.弹簧8_/J,顶杆9.大顶杆 10.限位销11.顶杆12.齿轮轴13.齿轮14.型芯齿条15.键16.齿条17.圆柱销 《模具制造}2009年第6期?65? _- I A 图3注射模整体结构设计 1.平垫板2.平推板3.轴4.滚轮5.斜垫板6.斜推板7.弹簧8./j,顶杆9.大顶杆 1O.限位销11.顶杆12.齿轮轴13.齿轮14.型芯齿条15.键16.齿条17.圆柱销 斜向脱模机构的运动,其回程运动是一方面靠顶杆上 的弹簧作用先复位,然后是回程杆的精确复位.限位 销是限制平动脱模机构运动的行程. g.定,动模型芯的内循环水冷却系统,采用”0”形 密封圈和螺塞进行密封,以防止水的渗漏.型芯中不 可通的流道处采用分流片隔离同一水道,使之分成为 两半的流道,形成进,出水流通的循环通道的结构. h.定,动模部分采用了导柱和导套的导向构件. 5注射模结构论证 注射模结构论证和上述过程相反.它是从模具 的结构开始,根据模具的各个运动机构所能完成的运 动(包括运动方向,运动行程,运动起点和运动顺序) 和模具的型腔与型芯的形体,能否满足对”障碍体”的 形状特征的所要求的避开条件及让开各运动机构所 产生的运动干涉现象.本例的脱模机构的顶杆的顶 出方向,是与模具的开,闭模方向成3O.对塑件进行斜 向脱模,有效地避开了塑件6xtan30.=3ram的显性”障 碍体”及6xtanlO.=1.06ram显性”障碍体”的阻挡. 4)24mmx60o锥台也正好符合塑件的斜向脱模的要 ? 66?《模具制造~2009年第6期 耐?斯怠嘉磊Http./1www.nicemachine.netE-mail:nice@nicemachine.net 求.本例的齿条,齿轮和型芯齿条的垂直抽芯机构, 有效地避开了塑件4,24mmx60.锥台里面有4,22mm 深7.7mm的圆孔型芯隐性”障碍体”对塑件的斜向脱 模的阻挡作用. 6注射模刚性和强度的校核 像投影面积如此大的注射模,就需要对模具的动 模垫板及定,动模型腔型芯和右向抽芯机构的斜销 (抽芯距离长,斜销的长度也就长)等薄弱的结构件, 进行强度和刚性的校核.以防它们产生的变形,甚至 是产生塑件无法脱模的严重后果. 7塑件成型痕迹对注射模的结构设计验证 行李箱锁主体部件的模具成型痕迹,如图4所 示.图4a和图4b中的A为抽芯的成型痕迹,图4a中 的B为浇口的痕迹,而C为浇口套的镶痕,图4a,图 4b,图4c和图4d中的D为分型线的痕迹,图4c和图4d 中的E则为顶杆的成型痕迹. E D (b) ((?)(d) 图4行李箱锁主体部件成型痕迹三维图 如图4a与图4b所示的A为3处水平斜导柱滑块 抽芯机构的成型痕迹,B为浇口痕迹,可以透彻和清晰 地解读制品样件的抽芯机构的滑块的形状,尺寸,运 动的起点,方向和行程. 重点是应该验证顶杆的痕迹.从图4c中所示的 E为顶杆的痕迹,箱锁主体部件是水平放置的.可以 看出顶杆在曲面的痕迹是椭圆,而在两处平面上E处 的痕迹也是椭圆.如图4d所示,当把箱锁主体部件按 水平面方向顺时针旋转3O.后,顶杆痕迹的椭圆逐渐 地由长扁形变成窄宽形,而两处E的椭圆最后变成了 圆形.这充分地说明了顶杆是斜向顶出塑件的,从顶 杆的痕迹的识读,可以充分确定模具的斜向脱模结构 是正确无误的结论. 从图4c和图4d所示的4,24minx60.锥台里面有着 4,22mill深7.?ram的圆孔的成型的镶件(固定的),就 不太好观察到其会影响塑件的斜向脱模,这具有一定 的隐蔽性.但是,只要对成型痕迹分析一下还是能剖 析问题的所在.即在西24mm×60.锥台里面有着 4,22nllTl深7.?mm的圆孔的成型的镶件(固定的),若 不在塑件的斜向脱模之前进行抽芯的话,塑件的斜向 脱模是不可能实现的,因为成形的镶件作为隐形”障 碍体”阻挡了塑件的斜向脱模. 8结束语 注射模结构设计综合分析法是对于复杂塑件的 注射模的结构设计必然的程序,在先采用常规分析 法,再采用成型痕迹分析法来验证注射模的设计的可 行性.这才是最完善的注射模结构分析和论证的有 效方法.而模具成型痕迹作为模具的验证的方法,不 失是一种可以验证模具结构附助的方法,两种方法相 结合才是最全面和彻底的方法.模具设计成败的关 键是确定模具的结构;模具结构方案的确定是依 据成型塑件的模具结构的分析与论证;模具结构的分 析与论证又是采用模具结构四要素和模具结构3种分 析方法的工具来进性的.就是说要能设计好复杂的 模具,就必须要能熟练地掌握好模具结构四要素和模 具结构3种分析的方法.? i欢迎订购2008年《模具制造》合订本i i2008年《模具制造》月刊合订本定价:; i120元/本,欢迎订购.另:本社还有少量2002,; i2007年合订本,欢迎订购.l 联系电话:0755—8963210283892668 《模具制造}2009年第6期?67?