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河北華利機械配件有限公司

冰箱門拉手的成型工藝分析及注射模設計

2013/5/3 11:44:34

1 塑件及結構分析

         圖1、圖2 為我公司開發的某冰箱上的門拉手零件1 和門拉手零件2,材料為ABS,乳白色, 要求在同一模具中生產這2 種不同的零件, 采用HT-350H 型注射機生產。門拉手用于安裝冰箱的門外殼,是冰箱極其重要的外觀件。從圖1、2 中可見, 零件1 和零件2 正面、頂面及背面均為外觀面,形狀均為不規則的薄壁異形件,產品最大輪廓552mm×61mm×45mm, 側面型腔較深,外表面結構形狀雜,拼接面多,零件1 和零件2 內表面加強筋排布較多。由于門拉手為外觀件,所以要求外表面光滑美觀、無劃傷、無磨傷、無熔接痕、收縮痕、頂白、變形等外觀缺陷,安裝部位尺寸要求準確。這無疑給模具的設計、制造及裝配提高了要求。

             圖1   門拉手零件

2 塑件的工藝分析及模具結構分析

       塑件表面質量要求高,外型體積大,型腔深,外表面形狀復雜,產品不易成型;內表面加強筋多且筋深,不易注滿,脫模阻力大。型腔、型芯鑲拼面、配合面多,加工、配合都較麻煩,模具配合精度和裝配精度要求高。


2.1 分型面位置的確定

       從成型工藝考慮, 該產品分型面有兩種方案選擇:①將分型位置選在產品的正面R 連接M 處,采用整體式型腔成型,但在產品正面R 處會留有分型線痕跡, 影響外觀質量,加工十分復雜;②將分型位置選在產品的正面與頂面R 的交接處Ⅰ處、背面Ⅱ處, 正面Ⅲ處,如圖1、圖2 所示,采用型腔組合成型,型腔由滑動型腔和固定型腔組合而成。為提高產品外觀檔次,方便零部件加工制造,分型面的確定選用第二種方案,同時給模具的裝配精度提高了要求。產品位置擺放圖如圖3 所示。

圖2  門拉手零件

 2.2 澆注系統的確定

        通常該種產品的澆口都選在產品背部的邊緣處,采用矩形澆口進料,但容易使澆口處產生霧狀、斑痕等缺陷,不易調整。為不使產品外觀邊沿處留下澆口痕跡和相關缺陷,澆注系統均采用在產品背部的加強筋上潛伏進料,兩點進料方式。為保證兩腔進料平衡,澆口大小選用不同。圖3 為該模具的流道位置布置圖。

圖3  門拉手流通布置圖

2.3 側向分型抽芯機構的確定

       滑動型腔用于成型產品的正面和頂面的一部分,由于抽拔距很大,均采用斜導柱整體外側抽芯機構來實現。

3 模具結構及工作過程

        過程:當模具開啟時,開模力通過斜導柱作用于側滑塊, 驅動側滑塊在動模板上的導滑槽內作側向移動,完成斜滑塊5 和15 的側向抽芯動作。當模具開啟到終點位置時,在拉料桿與型芯包緊力的作用下,塑件及分流道凝料從型腔中拉出被留在了動模一側,注射機推動頂出機構運動,頂出板帶動拉料桿及頂桿同時向前運動,將塑件頂出。至此,一個工作循環結束。

4 模具關鍵部位的設計

4.1 澆注系統設計

       澆注系統的設計,應考慮到進料均衡,雙型腔模具應保證各腔的充注壓力始終保持一致, 因此流道的布置采用平衡進料的方式,如圖2 所示。采用兩點澆口平衡進料,使熔體流動均勻,填充迅速,不僅可以便于成
型,提高塑件的成型質量,而且可以有效降低翹曲變形。分流道斷面采用U 形結構,易于機械加工,且熱量損失和流動阻力小。為提高產品外觀質量,采用潛伏澆口成型,位置設置在塑件的背部加強筋上,為保證充模壓力一致,兩腔澆口大小采用不一致,用Z 形拉料桿拉斷冷料。

4.2 主要成型零部件設計

(1)型腔的設計。

          型腔是用來成型制品外表面的成型零件。為提高模具強度剛度,組合型腔分別采用整體式結構,整體加工。材料采用進口P20。P20 預硬鋼是在中碳鋼中加入適量合金鋼, 淬透性高, 調質后的使用硬度為36~38HRC, 其抗拉強度為133MPa, 不但機械加工性能好,而且拋光性能優良,耐磨性、抗疲勞性能好。
(2)型芯的設計。

        型芯用來成型制品的內表面。為節省優質模具鋼材,也便于機加工和熱處理,型芯采用組合型芯結構,分塊加工,材料采用國產P20,32~35HRC。

(3)側向分型抽芯機構設計。

        滑動型腔的成型采用斜導柱外側抽芯機構來實現。斜滑塊與滑動導軌應保持合理的配合間隙,保證側抽芯能順利抽出。斜滑塊采用優質合金材料,并進行必要的鍛打和表面處理,硬度大于55HRC。在批量生產中, 斜滑塊和導軌頻繁磨擦和碰撞而發生磨損,當磨損到一定程度時,會嚴重影響斜滑塊的橫向運動最終導致抽芯失敗,所以斜滑塊與導軌及型芯面接觸的表面要進行表面淬火,以增加耐磨性。

4.3 導向機構的設計

        本模具采用導柱和導套機構導向。導柱的布置方式采用等直徑導柱的對稱布置方式。導柱和導套應有足夠的耐磨性。導柱材料為T10A,淬硬50~55HRC,數量為4 個。為了使導柱能順利地進入導套,導柱端部做成錐形。導柱滑動部分的配合精度采用過盈配合
H8/r7, 導柱固定部分的配合精度采用過盈配合H8/s7。導套外徑的配合精度采用過盈配合H8/s7。

4.4 脫模機構設計

        產品采用半圓頂桿和扁頂桿聯合頂出。為確保塑件在出模過程中不傾斜,不變形,頂出機構平穩,頂出機構設頂出導向裝置。

4.5 冷卻水的設計

        門拉手對直線度有較高的要求,因此正常生產時模溫盡可能均勻一致,減少制件變形。根據產品形狀分布,動、定模分別設置冷卻水路。兩腔根據形狀的復雜程度選用的冷卻水路的數量不相同。為方便維修,采用快速水嘴。

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