从模具企业的角度来看,模具的设计制造水平是企业保持市场竞争优势的核心所在,而其中模具设计是诱导式的知识密集型协同运作过程,是集知识的采集、加工应用于一体的创新过程,是企业核心知识资源的综合体现。 这一过程对设计人员的设计经验和技术累积依赖程度很高,尤其是对存在于设计人员潜意识之中的设计经验类隐性知识的依赖程度较大,因此,模具设计人员应当把这些设计知识渗入到模具设计之中,用以提高企业的模具设计水平,从而强化模具企业在市场中的竞争力。 本文所论述的就是一种外形看似简单的按钮模具,但如果设计者带点粗心就易将本来简单的模具搞得复杂化了。图1为我们最近承接的按钮模具的制品零件图,该制品要求使用的材料为改性聚苯乙烯,大批量生产,未注公差采取mt5级精度,这个零件既无通孔又无侧孔,从分型面的设计到成型零件的形成、再到模具的结构都比较简单,但是不能因为简单而忽略了其优化方案的选择,下面我们就对其设计方案进行一下讨论。 1.按钮模具的工艺设计 (1)分型面的确定 根据塑料制品分型面的设计与选择原则,分型面应设计在零件截面最大的部位,且不影响零件的外观。若采用图2a所示的分型方法a—a水平分型,箭头朝向代表动模的位置,由于塑件凹槽包紧力的存在,塑件可能留在定模,为了使塑件脱模,必须设计定模推出机构,这使得本来看上去很简单的模具结构变得复杂起来,模具的设计成本也相应提高;采用图2b所示的分型方法,a—a水平分型塑件,包紧在动模型芯一侧,因而留在动模侧,这使模具的结构变得简单,因而选定该方法为我们这次模具设计的分型方案。 (2)型腔布局 ①若采用一模一件,此零件的外形尺寸很小,模架相对于这个模具显得特别大,这样就会造成设备资源的浪费,且不适合大批量生产。②若采用一模多件,生产效率高,资源的利用率也高。这里选用一模六件矩形分布,模具尺寸适中,适合大批量生产,但其分流道尺寸较长。③若采用一模六件圆形分布,模具尺寸适中,适合大批量生产且易安置浇注系统,与矩形分布相比,进入每一型腔的流程最短,减小了热量的散失,塑性材料的利用率也比矩形分布时高。根据以上的技术分析我们设计该模具时选用了一模六件圆形分布的布局方案。 (3)浇口形式的设计 ①若采用点浇口从塑件顶端进料,能保证塑件的质量很好,但模具结构复杂了,需采用三板两开式模具结构才能实现点浇口。 (4)推出机构 ①若采用小推杆推出,每个零件左右对称布置两个推杆,一模就需至少12个均布的小推杆,且中间(6×1)mm的凹坑需设计成形的型芯。②若采用推管推出,一模就需6个均布的推管,且中间(6×1)mm的凹坑也需设计成形的型芯。③由于零件的外形尺寸很小推出力也不大,可将顶杆直接设置在(6×1)mm的凹坑位置,顶杆参与成形,又起推出零件的作用,这就省去了成形的型芯,同时也简化模具的结构。 (5)模架及其他结构的设计 结合制品的结构特点,模具型腔的结构动模板和定模板均采用了整体式型腔板,这种结构工作过程中精度高,并且在模具的制造过程中容易加工到位。 2.模具的制造 模具制造的经济性方面考虑,有些可采用标准模架材料为45钢,调质到230～260hbs,考虑到制品的表面粗糙度值比较低,定模板采用p20钢,动模板采用2738钢,由于动、定模型腔的形状比较规则,它们的型腔及流道均适宜于采用数控铣、数控雕铣机或加工中心直接铣削加工成形。 3.模具工作过程 开模时定模板与动模板从分型面处分开,动模向后运动,z形拉料杆15拉住浇注系统的冷凝料及塑料制品一起向后运动,当主流道中的凝料完全拉出一段距离后,注射机上的顶出杆经过动模座板中间的大孔,直接作用在推板12上,使得浇注系统中的冷凝料和塑料按钮制品,在z形拉料杆15和顶杆5的作用下一起推出,完成脱模过程;合模时注塑机顶出杆复位,顶杆固定板4在复位杆14的作用下回到初始状态,动、定模板完全闭合回到成形位置,进入下一个工作循环。 4.结语 本文论述模具的特点是动模顶杆为一种成形顶杆,它既起到顶出塑件的作用,同时其端部又参与(6×1)mm凹坑的成形,因为成形段只有1mm深,且可设置锥度或圆角等,故包紧力不大,容易脱模。
②若采用平衡式侧浇口,只需两开式模具结构就能实现开合模,而且所得到的型腔零件加工简单,且浇口容易去除,不影响制品的使用性能和外观质量,容易保证每个型腔内塑件尺寸,因而该方案被我们设计人员选用。
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