玩具枪管注塑模设计

模具技术2007．No．3 2l 文章编号：100l-4934(2007)03．0021—03 玩具枪管注塑模设计 曹驰1，一，郝远1，刘伟国2 (1．兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室，甘肃兰州730050； 2．长风机器厂，甘肃兰州730070) 摘要：通过对玩具枪管塑件的结构和工艺分析，进行了模具设计。着重介绍了模具的抽 芯结构，并对抽芯力及斜导柱进行了核算。运用反向思维，来选取斜导柱直径，采用斜导 柱和油缸相继抽芯，且模具动、静模及型芯采用不同的模温。 关键词：注塑模；玩具枪管；抽芯；模温 中图分类号：TG24l 文献标识码：B Abstract：Theilljectionmoldwasdesignedbyanalysisofstructllreandprocessofatoygun barrel．ThecorepuUingstmctureofthemoldwasintroducedindetail，andthedrawing— coreforceandslantingpillarwerechecked．Diameteroftheslantingpillarwaschosenby reVersethinking．Theslantingpillarandhydraulicpistonsubsequentlypulledthecoreand dif．ferenttemperaturewasadoptedinmovingmOld，Exingmoldandcoring． I【eywords：injectionmold；toygunballrel；corepulling；moldtemperatIlre O 引言 图l所示为塑料枪枪管零件。该塑件结构 不算复杂，外形为椭圆，长轴为41mm，短轴 为3lmm，但总长度为518mm，平均壁厚为2 mm，内壁的拔模斜度为0．15。。因此塑件在成 形过程中的抽芯，在长抽芯模具中具有典型代 表性。 图l玩具枪管 l 塑件工艺特点 收稿日期；2007．01．05 作者简介：曹驰(1969．)，男，博士研究生。 该塑件外形简单，长度为518mm，客户要 求一模二件，外形平整、美观。材料是PP+ GF30，流动性非常好，材料轴向收缩率为 1．02％，径向收缩率为1．05％。按常规考虑模 具设计结构，只需一个滑块就可以完成零件 成形。可仔细考虑该产品零件总长度有518 mm，内壁的拔模角仅为0．150，平均收缩率为 1．045％，大端周长为101．7mm，那么塑件对芯 子包紧力是很大的，如何设计滑块来保证模具 的正常工作是设计该模具的关键，也是该模具 设计中的关键技术。 2 模具设计 (1)抽拔力的计算，按常规的公式来计 万方数据 22 DieandMouldTccllIlologyNo．32007 算，单件产品的抽芯力计算； ，=上厅J％(∥cos口一sin目)cos口 式中：卜一抽芯力，N ∥一塑料对钢的摩擦系数(一般为0．15一 O．2) 萨一脱模斜度，对于该塑件为0．15。 Fo一单位面积包紧力(一般可取7．85— 11．77MPa) 三一活动型芯被塑件包紧部分断面形状 平均周长，cm 日．_一活动型芯被塑料包紧部分长度，cm 取Fo=8MPa，用Pro／E软件分析得L×办= 969．1cm2 计算得F=153025．26N≈153kN (2)斜导柱直径的校核 d=影尸日／o．1【卅弯co妒 式中：萨一斜导柱直径，cm P—F|cos8．心 陪一抽芯力的力点至斜导柱伸出端根部 的垂直距离到斜导柱与滑块上面中心距离，设 计取为6cm 【盯】弯一弯曲许用应力，MPa，取为20× 104kN／m2(300MPa) ∥一斜导柱的倾斜角，取为20。。 将以上数据代入公式计算； J=到[(153．02／cos20。)×6]／o．1×20×cos200 ≈80mm 所有系数都取最小值重新计算得 ，=95．6心．d=59mm 3 工艺 通过上面计算可知该单个零件最小的包紧 力有近100kN，如果斜导柱度数为200，则至 少要用两个直径59mm的斜导柱来抽芯。因为 零件的抽芯距离太长，不可能全用斜导柱完成 全部抽芯动作。于是考虑用油压缸来完成抽芯 动作。若单独用油压缸来完成抽芯动作，通过 计算油缸压力可知至少要用直径180mm的油压 缸(压力按140kg／cm2计)。很显然这种设计 是不合理的。 综上所述，考虑受力的对称性及客户要 求，设计方案定为一模二件，抽芯处采用斜导 柱、油缸组合抽芯，即先由斜导柱带动滑块把 型芯抽出一段距离后，再用油压缸完成剩下的 抽芯。 方案确定后，滑块设计又遇到了问题。如 果选用上面计算的数据，滑块需设计得很大， 整套模具也就相应增大。于是又回到是否能按 常规的公式去计算设计的问题，试想若单件零 件的包紧力确实有l00kN的，那么零件大端肯 定会变形，以至不能抽出芯子和注射出合格的 产品。于是考虑从加工和注射上去解决问题。 经过再次计算，将斜导柱直径设计为32 mm，斜度为20。，长度为258mm，斜导柱带动 滑块开模行程为60mm。选取的油压缸缸径仅 为50mm，行程为550mm。模具结构简图如图 2、图3所示，在2000kN的注射机上生产，根 据塑件结构特点，侧边进料，开模后斜导柱和 油缸相继抽芯，将芯子完全脱出塑件，实现全 自动生产。 图2模具结构三维图 图3模具结构 1．斜导柱2．滑块3油缸 万方数据 模具技术2007．No．3 23 4 模具工作过程 模具开模时，动静模分型，依靠动模部分 的钩料杆，拉出浇道凝料，同时斜导柱拉动滑 块，滑块带动芯子进行脱模，塑件在动模型腔 内被限位，不发生运动，当斜导柱完成局部抽 芯后，油缸动作，继续抽芯，直至芯子全部抽 出型腔，最后顶出部分动作，完成顶出。 5 模具特点 (1)型芯要有一定的硬度，耐磨损；又要 有一定的韧性，抗变形；还要有耐热性能，具 有热硬性。于是型芯的材料选为SKD61，热处 理为淬火后二次回火，HRC52—56。 (2)型芯加工的刀路要顺着抽出方向，且 要抛光。 模具锁紧，防止因滑块或模具移动而影响塑件 精度。 6 结论 经生产实践证明，通过对产品工艺分析， 设计方案达到预期，斜导柱和油缸的组合抽芯 动作良好，运行安全、稳定，自动化程度高， 大幅提高了生产效率和产品质量，且模具工作 状态稳定，满足批量生产。模具外形(不包括 油缸组)小，使得模具轻便灵活，安装更换简 单方便。合格产品见图4所示。 (3)最重要的一点就是注射时将型腔的温 度与型芯的温度错开，即型腔接正常普通冷却 水，型芯接热油。 图4注射成型后塑件 (4)模具正常工作状态下，注射时静模温 度为45。，动模温度为40。，型芯温度为55。油参考文献： 温。 (5)滑块导向块必须进行氮化处理，否则 【l】王广春，赵国群．快速成型与快速模具制造技术及 模具工作时会损伤型芯。 (6)模具动模部分的型腔采用镶块，且镶 块厚度超出动模，定模相应处与超出部分外形 四面相配合，在合模时，定模部分的配合面相 当于是镶块锁紧楔，与定模上的锁紧楔一同将 其应用[M】．北京：机械工业出版社，2004． 【2】甄瑞麟等．模具制造技术[M】．北京：机械工业出版 社，2005． 【3】曾珊琪，丁毅．模具寿命与失效[M】．北京：华工工 业出版社，2005． $器$霉秘移秘毋稚丞器帮$舔帮霉零拳辔$$$秘$$霉器$$和秘穆器霸$$舔嵇$舔雅舔$ 拳 移 耄 本刊加入《中国学术期刊(光盘版)》和“中国期刊网”的声明 耋 秘 密 $ 为适应我国信息化建设需要，扩大作者学术交流渠道，本刊已加入《中国学术期刊 秘 拳 辔 韶 (光盘版)》和“中国期刊网”。作者著作权使用费与本刊稿酬一次性给付。如作者不同 稚 辔 辔 秘 意将文章编入该数据库，请在来稿时声明，本刊将做适当处理。 弗 毋 $ $ 《模具技术》编辑部 审 $ 瘩 穆舔秘穆秘穆辔审审串舔$难舔$器密辔密辔辔秘密辔和秘辔番秘密臻孵弗弗臻弗穆弗穆审辔辔串 万方数据 玩具枪管注塑模设计 作者： 曹驰， 郝远， 刘伟国， CAO Chi， HAO Yuan， LIU Wei-guo 作者单位： 曹驰,CAO Chi(兰州理工大学,甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室,甘肃,兰州 ,730050;长风机器厂,甘肃,兰州,730070)， 郝远,HAO Yuan(兰州理工大学,甘肃省有色金属 新材料省部共建国家重点实验室,甘肃,兰州,730050)， 刘伟国,LIU Wei-guo(长风机器厂 ,甘肃,兰州,730070) 刊名： 模具技术 英文刊名： DIE AND MOULD TECHNOLOGY 年，卷(期)： 2007，(3) 引用次数： 0次 参考文献(3条) 1.王广春.赵国群 快速成型与快速模具制造技术及其应用 2004 2.甄瑞麟 模具制造技术 2005 3.曾珊琪.丁毅 模具寿命与失效 2005 相似文献(0条) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_mjjs200703006.aspx 下载时间：2010年1月17日