过滤网注塑模具设计流程

陈国奇，汪 洋

（辽宁轨道交通职业学院，辽宁 沈阳 110023）

0 引 言

塑料制品在工业、医药、电器、运输、包装等行业中的应用越来越广泛，是行业中发展迅速的材料之一。塑料的广泛应用得益于其自身的特性，首先，塑料的密度小，质量轻。二是塑料的强度高，可以在很大范围内满足设计要求，它具有绝缘性好、化学稳定性高、耐振动和耐磨等优点，这使得塑料零件在电器设备、家具等行业中广泛应用。注射成型模具的设计是模具行业的重要组成部分，而塑料模具可以形成结构复杂、表面要求高的塑件，这使得塑料成型在模具生产中得到广泛应用。第三是降温、冷却系统的设计非常重要，塑料材料只有经过冷却和固化才能防止变形[1]。

1 过滤网设计

1.1 过滤网材料的选用

由于塑料材料的种类繁多，在设计中如何选择材料是一个很重要的环节。材料选择是根据材料性能、收缩系数、功能、环保等级以及在加工中能符合图纸所要求的目的来选择[2]，通过各种材料的对比，ABS 塑料适合本次过滤网的使用要求。

1.2 塑料的性能

图1 为过滤网塑件二维图，由于ABS 塑料是一种综合性能十分良好的材料，无毒、无味、抗冲击强度高、变形小，因此材料选择ABS 塑料，它有利于注射成型，是运用广泛的一种塑料[3]。

图1 过滤网塑件二维图

1.3 材料的分析

塑料件的强度要求很高。ABS 塑料成型精度较高，流动性好。为了避免开模，上腔由6 个滑块组成，下腔由2 个滑块组成。当模具开启时，上滑块弹簧拉伸结构，滑块由斜柱带动向两侧分开，完成模具开启过程。

1.4 分型面选择

由定模和动模闭合时模具所连接的部位为分型面。分型面选择应遵循的原则为:(1)要充分保证塑料零件的质量。(2)为了提高生产效率，在选择分型面时应便于模具成型，保持塑件不变形。

根据过滤网的形状，此次模具设计采用多分型面工艺，它有利于过滤网塑件的取出，并使用普通的浇口形式。分型面位于多个滑块和杆之间，这有利于塑料部件的美观。可以使模具结构更简单，分割更简单可靠[4]。

2 浇注系统设计

注塑模浇注系统的设计是模具设计中必不可少的步骤。它是从喷嘴到流入模腔的通道，由主流道、分流道、冷料穴和浇口四部分组成。由于塑料滤网零件不需要非常高的外观，因此注塑模具可以采用普通浇注系统。

3 模具、模架的选择

由于塑料注塑框架在模具行业里基本上达到了标准化，通常设计中可以根据过滤网的结构和尺寸进行选择即可。该模具采用模腔结构，由上、下8个滑块组成，根据过滤网及型腔尺寸要求，选择标准模架。

4 模具抽芯设计

由于过滤网的塑件形状特殊，因此要通过滑块机构来完成取出零件操作，考虑到生产效率和产品稳定性，本次设计选用自动抽拔机构。

4.1 抽拔机构类型的选择

本次设计的抽拔机构的组成原件包括滑块、导轨、斜导柱、弹簧、拉钩、限位块和楔紧块，本次设计中的制件为塑料过滤网。因为过滤网的侧壁有许多滤孔，还有凹凸等筋位，将导致开模后塑件无法取出，所以本次设计定模采用多滑块自动钩，动模用对称分布的两滑块形成模具型腔。开模后，模具固定滑块在弹簧和牵引器的驱动下向各个方向滑出。然后滑块在斜导柱的作用下向两边滑动，滑块的分型面设置在塑件中心线处。

4.2 滑块的设计

本次设计中，模具的型腔由上下多个滑块组成，开模和合模时，多个滑块由弹簧、斜导柱的带动完成组合和分开，为了使导轨配合更稳定，所以上滑块应开设导向槽。为了使弹簧动作灵活，上滑块开设弹簧孔与定位柱。下滑块应开设与斜导柱配合的斜向通孔，孔的直径应该比斜导柱直径大1～2 mm。滑块的两边开设与压条配合的导滑槽。

4.3 开模后滑块滑动距离的确定

为了开模后能顺利取出塑件，开模时滑块滑动的距离必须大于所要求成型塑件宽度的5～10 mm，方便塑件取出滑块。定模滑块只要滑出所需的距离即可，由限位块限位。

5 冷却系统

过滤网在注塑过程中，会产生较高的温度，温度的变化直接影响过滤网质量，温度升高会使过滤网零件收缩率变大，导致变形，出现飞边等现象。但温度也不能过低，当温度过低时材料的流动性会降低，导致零件成型和强度不能够达标，因此在设计冷却系统时，温度控制要合理，既不能高也不能低，要符合零件的要求（图2）。

图2 冷却系统

在过滤网模具设计中，滑块、模架可以用Φ8 mm的水道直接冷却，但是模芯用水道冷却困难，我们采用水井冷却，加隔水片方法冷却。

6 推出结构的设计

在模具脱模时，要保证过滤网的安全取出，避免过滤网出现变形、粘模等现象，脱模机构在模具中尤为重要，可以参照以下原则（图3）：

图3 顶出机构

（1）保证过滤网零件在脱模时正常取出。（2）脱模机构在工作过程中要稳定、灵活、位置准确，要有足够的强度顶出过滤网。（3）要减少人工取件，必须使脱模后的塑件与机械手动作保持相同。（4）在脱模完成后需要设置一个复位机构，在合模时复位到初始位置。

脱模机构正确的选择，既要满足结构的特点，还要保证其功能。考虑到（过滤网）塑件的实际需求，能够有效满足塑件实际需求和经济效益。普通顶杆式机构的顶杆与零件接触面积较小，会使受力过于集中，从而导致零件变形、发白、损坏等，因此顶杆式机构不利于阻力较大的零件。为了使顶出力量均布分散，设计本产品时采用顶套脱模机构。

顶套顶出机构设计要点：(1) 一般情况下顶套优先设在过滤网边缘、拐角、侧壁等脱模阻力较大的部位。（2）为了满足推套的强度和平行要求，推杆和推套一定要固定。（3）布置顶套、推杆要避免与冷却水道干涉。（4）推套的设置有利于模架气体排放。

7 结 语

以上针对过滤网模具设计为重点，介绍了过滤网注塑模具成型工艺的设计分析，并提出了相应的设计方法，将成型零件的结构、浇注系统、推出机构以及冷却系统等各个部件进行了合理化的设计。然后进行模具的生产加工，此次模具过滤网设计简化以前的复杂思维，减少了复杂曲面加工，显著提高生产效率。