打印机支架注塑模具设计

吕 力， 王云锋

（1.江苏电子信息职业学院， 江苏 淮安 223003； 2.雁栖湖基础制造技术研究院（北京）有限公司， 北京 101408）

0 引言

随着社会技术的发展人们对产品生产的轻量化、底成本、高集成度等方面提出了更高的要求。 由于ABS 塑料具有较高的机械强度和耐冲击性， 尤其是刚性好、弯曲强度高等特点，广泛用于电器产品。

1 打印机支架主要壳体部分整体结构

塑件外形最大尺寸约为：231mm×104mm×95mm。打印机支架塑件采用ABS 工程塑料，收缩率为0.5%。 为了满足结构强度的要求，在塑件上设置了加强筋，如图1 所示。

图1 塑件结构

2 模具结构设计

2.1 模具分型面设计

为了简化模具结构， 以筋位的方向确定模具产品出模方向。 模具设计前，通过UG 软件对塑件进行分模验证分析，其面斜率分析结果如图2（a）所示，壁厚分析结果如图2（b）所示。 根据分析结果，对塑件进行结构优化，减少塑件注塑过程中的翘曲变形以及产品外观缺陷[1]。

图2 塑件分析

2.2 模具成型零件设计

模具成型零件一般由上模仁、下模仁、滑块和其他成型零件组成， 塑件背面内扣的筋位， 需要做斜顶才能出模，如图3（a）所示。 塑件表面有异形孔和螺钉安装孔，为了防止塑件粘前模，将结构分到后模去。塑件侧面的异形孔需要滑块，因侧面孔的出模方向不是水平，而是成向下52°方向是出模方向， 所以使用双T 型槽斜滑块结构，实现52°方向脱模，如图3（b）所示。

图3 塑件成型结构示意

2.3 模具抽芯结构设计

滑块安装在下模， 与上下模仁配合形成塑件成型的型腔。一次注塑周期完成后，后模侧在注塑机的动模板带动下，模具后模向后运动，滑块座在斜导柱拨动的作用下向后移动，滑块在滑块座的拖动的作用下，沿着T 型槽方向向下移动，完成抽芯动作[2]，如图4 所示。

图4 滑块工作原理

抽芯机构退位行程的计算， 为了使成品倒勾退出H的距离， 滑块需向下运动H1 距离，H1 大小β 与角度有关；为了使滑块入子向下运动H1 距离，滑块本体需向后运动一定的S1 距离，S1 大小与α 角有关。 再根据S1 去确定滑块的退位行程S'，为了保证退位行程安全加上2～5mm，S'=S1+（2～5）mm，如图5 所示。

图5 滑块行程示意图

为了保证塑件顺利脱模，滑块退位行程H 取10mm，β 的角度为塑件的出模角度为52°，通过三角函数公式计算出H1 高度，如图6（a）所示。为了减小S1 退位的行程T型槽α 角度取52°。 通过三角函数公式计算得到S1 的退位行程为8mm，如图6（b）所示。 为了保证安全增加5mm安全距离，最后S'=S1+5 总退位行程为13mm。

图6 滑块行程计算示意图

2.4 浇注系统设计

本塑件需要大批量生产， 本套模具采用了热流道转冷流道的浇注系统。 热流道与传统冷流道进浇方式比较起来，热流道可以提高产品的质量、方便调整注塑成型条件及节省塑料和人工达到节能环保目的。 因塑件外观不允许进胶痕迹，同时为了满足自动化生产，塑件的进胶方式采用了牛角浇口进胶[3]。 如图7 所示。

图7 浇注系统示意图

2.5 顶出系统设计

模具顶出系统是将塑件及浇注系统凝料，从模具中安全无损坏地顶出模具。 塑件脱模时不允许出现变形和断裂缺陷。顶出的位置不但应作用在包紧力大的地方，还应作用在塑件刚性和强度大的地方。本模具的推出采用圆形推杆顶出。设置推杆时避开冷却水管，在塑件底面均匀布置，如图8（a）所示。 因塑件底面有内扣的筋位设计了斜顶杆， 斜顶完成塑件内扣出模同时，也辅助了塑件的顶出，如图8（b）所示。

图8 顶出示意图

3 冷却系统设计

模具采用冷却循环水冷却， 为了提高散热效率上模采用直径为8mm 双层冷却水路，如图9（a）所示。下模、斜滑块采用8mm 环形冷却水路， 因塑件高度较高增加了冷水井冷却，冷水井中间用隔水挡片隔升，冷却水从一端进入，受中间隔水挡片阻挡，先流向冷水井高处再由高向下流动到水道另一端，再进入下个冷却水道，反复循环冷却[4]，如图9（b）所示。

图9 冷却系统示意

4 模具整体结构图和工作原理

模具在注塑后前后模分开时， 滑块在导柱的拨动作用下运动，滑块沿着滑块座本体上的T 型槽滑动，而上下模限制了滑块入子必须沿着一定方向运动 （侧面孔脱模方向），从而脱出塑件的倒勾。模具开模后，由顶出系统将塑件推出，完成整个模具一次注塑周期，如图10 所示。

图10 模具总装示意

5 结论

根据打印机支架塑件结构特点， 设计了一种T 型槽斜滑块两板式注塑模具。滑块在滑块座的拖动的作用下，沿着T 型槽方向向下移动完成抽芯动作， 使塑件侧面异性孔顺利脱模。采用T 型槽斜滑块结构简化了模具结构，控制了模具尺寸。