热水器面壳产品结构简化及其模具设计

2015-11-09黄雁清

机械工程师 2015年3期

黄雁清

（中山市技师学院，广东中山 528400）

0 引言

产品工程师和模具工程师是相互协助配合的关系，对于产品设计工程师来说，产品结构设计侧重于考虑产品的功能和性能是否可以达到要求，所以提供给模具厂开模的产品有时会出现一些倒扣的结构，其实有些结构只要作一点小的修改，是可以消除倒扣的。如果一个小结构的改动能让模具结构大大简化，这样既简化了模具的结构，降低了模具的成本，为产品客户节省了开模的费用；又使得模具的做模难度降低，开模及产品开发的周期缩短，模具的寿命延长，这样对模具厂也是有好处的。因此模具工程师在产品开模前一定要对产品的结构进行审核，有需要的话要与产品设计师进行沟通，以达到双赢的效果。本文所提及的产品就有这方面的问题，产品中存在几处倒扣，经过沟通后，通过修改产品的结构，使相应的模具结构得以简化。

1 塑件工艺分析

1.1 原塑件结构工艺分析

图1所示的产品为热水器面壳的其中一件，材料为ABS，产品大小约为 362 mm×177 mm×43 mm。图 1所示的产品结构为热水器厂家提供的原始结构。拿到产品图后，马上对该产品进行分析。确定螺丝柱的轴线方向为开模方向，有“出热水”和“进冷水”的凸字的面为前模面方向（定模面），有6根螺丝柱的方向为后模（动模）。

1）产品的上侧面是一个D字形的平面（见图1），除直边和两侧边外，其余三边凸出一条截面大小为0.5 mm×1 mm的凸缘，这是一个前模的倒扣，D字面上的还有6处孔也有倒扣（见图1的5个放大图和图2），考虑到整体的美观和模具的易加工性，这里整个D字形面可做成一个大的侧向抽芯。

图1 产品简图

2）产品后模位置也有5处有倒扣（见图1的5个放大图和图3、图4），如果按照这样的结构来设计模具，后模要做4个斜顶抽芯才能出模。

1.2 塑件结构工艺修改

经过综合考虑之后，我们向热水器厂家提出建议：“产品的D形面和后模面假如不是外观面的话，可否如图5及图6所示，考虑增加胶位使后模的5处倒扣改成不会倒扣的结构，从而使模具简化，成本降低，提高模具的可靠性。”

其中图C、D、E所示的3处倒扣只需要在内表面加胶，使其不倒扣即可。放大图B所示的两个相同结构位置除了内表面加胶外，因为这个地方的倒扣深度有6.5 mm深，如果外表面不相应地减胶，胶层会很层，考虑到D形面也不是外观面，所以也进行了减胶，其它3处因为倒扣深度有2.5 mm或3 mm，估计只要在注塑生产时调整参数就能消除壁厚不均的影响，就不需要外表面减胶了。

这个建议得到热水器厂的认可，对我们的建议非常满意，认为能从客户角度考虑问题，节省了不少模具费用，使他们对我厂的技术更加有信心，对这套新产品的顺利投产更有把握了，更加坚定了与我们长期合作的信心，达到了双赢的效果。

图7 浇注系统

2 模具结构设计

2.1 模具型腔布局

按要求这套热水器面壳模具只出一模一件，面壳的上侧面有倒扣，必须采用侧面分型抽芯机构，而且整个侧面都出的斜滑块20（图8）上，所以整个抽芯可以做成后模抽芯。

图8 热水器面壳模具结构图

2.2 浇注系统设计

这套模具的浇注系统比较简单，主流道在模具中心偏左一点的地方，主流道下面就是冷料井和拉杆，分流道比较短，模具采用矩形侧浇口进胶，从产品下方的侧面进胶，因为与客户沟通过后，知道这一处是在产品的后面，而不是主要外观面，有浇口痕迹也没有问题。

2.3 顶出机构

这个面壳产品的相对深度不深，塑件包紧动模型芯的力不大，产品内部有6支螺柱，那么这套模具就在螺丝柱的下方各装一支推管13、14、15（图8）推出，再加上一些推杆推出即可。

2.4 模具结构

图8为热水器面壳模具的装配图，模具采用标准模架，考虑到模具尺寸较大，为满足加工的需求及节省贵重金属，型腔、型芯用镶件设计。为了不增加标准模架的动模板厚度，斜滑块的导轨块19（图8）也是采用镶件。

这一套模具比较难的地方就是斜滑块20（图8），考虑到这个模具及斜滑块比较大，因此用强度较好、节省空间的斜T形块22（图8）来作侧面抽芯的驱动元件，抽芯的导轨块19（图8）采用2条T型导轨做为斜滑块的导轨。

从图9的模具立体图可以看到，斜滑块的斜面上有3块方形的板镶嵌在上面，这3块板比斜滑块的斜面要凸出1 mm，这使斜滑块与锁紧面接触时，是接触到这3块板来压紧斜滑块的，其目的一是这3块板可以用比较耐磨的材料来做，可以承受较大的压紧力，而且更耐磨，二是斜滑块上有几个孔的镶件，这些镶件可以用这3块板来固定，这样也简化了模具的结构。