通用底壳注塑模设计

陶永亮 ，薛敏杰 ，余永光

（1、重庆川仪工程塑料有限公司，重庆，400712；2、重庆宇海模具有限公司，重庆， 402760 ）

1 产品介绍

图1 通用底壳产品示意图

通用底壳是LED显示屏上使用的一个固定件，采用耐候PC塑料制作。一般LED显示屏根据大小选择若干个通用底座组成大的显示屏。底壳的一面与LED的主机线路板，LED灯珠等安装，另一面与钢架结构连接。底壳上孔较多，主要起到连接作用。（如图1）

2 模具设计分析

根据通用底壳塑料件使用的要求，塑件为田字形框架结构，并在框架面上分布φ0.8×6通孔柱位64个，φ1.4×6通孔柱位48个，φ1.5×6通孔柱位32个，φ1.5×10通孔柱位16个，φ1.7×6通孔柱位40个，φ1.7×10通孔柱位8个，φ2.2×10通孔柱位6个,φ3.5×6有8个通孔柱位，φ6×6有8个孔柱位（其中×6和×10为孔深度），各孔距离公差均为0.2mm，模具基本属于精密型。针对通用底壳塑件的多柱位小穿孔的结构，分型面的选择以塑件的主视图为模具设计的基本思路。分型面设计以柱位面为动模，内部4个窗口由动模形成，外形由定模加工成型腔，完成脱模的需要。其基本结构如图2所示。

图2 通用底壳模具基本结构图

模具工作原理是塑件注塑冷却完毕后，起动动模后移，由弹力胶拉模扣19拉着定模板18一起后移，定模板由限位拉杆25对拉开距离定位；定模板限位拉杆25固定在浇口板14上的，带动了浇口板14一起移动，移动距离由浇口垫圈螺杆20决定，带动了整个定模的分型，塑件在动模型芯组上，浇口料头被浇口板14勒出，可以取出浇口料耙；动模继续后移，塑机顶杆接触到顶出垫板2和顶出板3一同向前运动，由顶出垫板2顶出板3上的顶出杆26和推管27将底座顶出，顶出位置距离由顶出限位块30进行限位。

3 模具零件设计

3.1 动定模镶块结构设计

产品上各壁厚和筋宽均为1.8mm，产品外形240X240X14mm。考虑到模具加工中各种因素，采用动定模镶块结构设计，产品的成型部分均在镶块形成，动模镶块由镶块1四件，镶块2四件，镶块3四件，镶块5四件，镶块5四件，镶块6一件，大镶块四件和镶块8两件、镶块9两件组成，共29件镶块，在模具两侧各安装测压板10两件，用以锁紧各镶块，各镶块背后都用螺钉固定。为了控制好镶块的公差，便于装配的互换性，镶块全部采用慢走丝线切割，加工中心，磨削加工。如图3所示，分别安装在动定模框里。

图3 动定模镶块结构示意图

3.2 浇口及浇口脱模设计

图4 浇口及浇口脱模示意图

考虑到PC材料的流动性较差，为了使塑件平整坚固，所以在塑件的4个交叉点进胶，浇口位置在动

模3号镶块对应的四个定模镶块位置上对称进胶，以解决材料流动距离长易有熔接痕的问题，模具采用简化细水口(针点式浇口)。由于流道较长（长度220mm），针点式浇口附近的剪切速率过高，会造成分子的高度定向，增加局部应力[1]，四个浇口的脱模不平衡容易使浇口断裂在模板中，为解决浇口脱模平衡，设计了浇口脱模结构，当动定模分离，浇口料耙由四个浇口拉杆15拉出其对应模板，随着动模后移带动限位拉杆25的运动，限位拉杆25带动浇口垫圈杆20的移动，移动距离10mm左右，浇口垫圈杆20带动了浇口板14移动10mm，将粘附在浇口拉杆15浇口料耙强制勒出，可达到浇口自动掉落效果。如图4所示。

3.3 加热/水道系统设计

图5 大镶块节点水道示意图

图6 水道垫板示意图

PC材料属于非结晶型塑料，因为流动长度随粘度增加而缩短，熔融粘度受剪切速度的影响较小，对温度的变化则十分敏感，成型过程中，提高料温来降低粘度比增加压力更有效，但PC超过320°C，过热分解的倾向就会加大，对制品的综合性能有损，不使用模温机情况下，产品光靠加料温是无法成型的，因此要使用模温机控制模温。PC塑件模温一般保持75°C--140°C[2]。为了考虑成型需要设计加热/水道系统，用于模温机，动模上大镶块四件和8、9镶块和定模大镶块四件都进行加热系统设计，定模大镶块四件，8、9镶块采用通水路结构，而四件大镶块采用节点水道制作，如图5，在镶块作出Φ12孔，中间用2mm后隔板隔开，水从一端进来经过隔板的顶端从另一端流出。在四件大镶块水道串联和连接中，设计动、定模水道垫板，较好的解决了这问题，也可以将动模8、9镶块接在水道垫板上，2mm隔板在垫板和镶块上是一体的，垫板和镶块之间用胶圈做好密封。水道垫板方便加工。如图6所示。

3.4 动定模定位件应用

图7 定位件示意图

通用底壳塑料模具基本上属于精密模具，在保证动定模型腔对中性时，通过导柱定位的同时，采用模具定位件，这种定位件模具市场有零售，也可以根据大小自行制造。如图7所示。分别安装模具动定分型面上，一般凹件安装在定模上，凸件安装在动模上，由内六角螺钉固定。本案中安装八件定位件，每边两件。属于热处理件，对动定模定位有较好的作用。目前，塑料精密塑料模具（包括压铸模）都在采用这一定位件。

4 结束语

通用底壳精密模具在装配中29件镶块尺寸链控制是相当严格，通常加工中留有0.01-0.02mm余量在装配中加以调整，达到最后的装配要求。水路装配中防止漏水是关键。在成型过程控制好模温，解决成型中熔接痕等缺陷，作出的底壳外观光洁平直。经过生产验证，通用底壳模具设计符合产品设计要求，产品质量可靠，得到用户的认同。

[1]陶永亮, 薛敏杰.薄壁包装盒底注塑模具设计[J]. 制造技术与机床，2012.598（5）；58-60

[2]陶永亮.模温机在注塑成型工艺中应用实例[J]. 现代塑料加工应用，2012.24（2）；52-55