浅谈薄壁凸台套筒注塑模具的设计及加工张建兵

张建兵靳常树

摘要：在实际的生产过程中，我们会经常遇到各种不同类型的薄壁零件，他们在加工过程中很容易受到变形。因此，针对薄壁凸台套筒注塑模具进行设计和加工上的分析研究，寻找其存在的弱点和不足之处，提供其技术上的支持，对这些问题进行改良。

关键词：薄壁凸台套筒注塑；模具；设计及加工

一、相关零件分析

（一）零件的构造

通常薄壁凸台套筒注塑模具采用的材料主要是塑性好、耐高温、防腐蚀，同时还不容易和其他的物质发生化学反应。此零件的结构主要是包覆粉柱状零件的壳体，他能够和其他零件相互配合，必要时可进行拆离。从经济上考虑这款零件是具有可行性的。

（二）零件的生产

像这种模具在生产上也具有一定的要求，开展大规模大批量生产时，不仅仅需要保证模具的质量问题，还需要采用高速自动化生产都宣传模式，从而可以有效的缩短工期，提高工作效率。但是开展小批量的生产，可以采用比较简单的生产模式，能够有效地降低成本，同时也确保了生产质量问题。

（三）零件的规格

一般零件的质量为0.1克，通过计算零件的质量和体积，可以选择合适的注塑机，从而提高生产效率和设备的利用率。

二、注塑机选用

注塑机的选用需要考虑到零件的质量和体积问题，在选择注塑机时，要注意其定位圈的直径和最大注塑量，要考虑注塑压力，固定模板的面积大小、闭合厚度、移动模板的面积大小等等。

三、薄壁凸台套筒注塑模具的设计

（一）主要结构设计

模具结构设计首先要考虑到模具的具体使用功能，在进行零件尾部锁扣尺寸设计时，要注意其变形回弹时不会影响到模具的功能。因此在进行芯轴加工时，要严格的按照零件类型才行加工，又留出一定的收缩量，要为心轴留出可移动的台阶，业余住宿后，零件能够从型腔中抽出，在从心轴上脱落下来[1]。

（二）浇注系统的设计

浇筑系统设计在模具设计中是一个十分重要的环节，它主要包括主流道、分流道、浇口和冷料井。浇注系统设计的治疗问题，能够直接影响到塑件的质量问题。因此浇注系统在进行设计时，需要遵循以下几个原则：

1.浇注系统设计的流道长度要尽可能的短一些，尽量减少弯折现象，使压力损失降到最低；

2.型腔和浇口的排列需要合理布置，尽可能的减小排列的尺寸

3.型腔布置和浇口开设的部位需要对称，确保不会发生偏移

4.在满足了型腔充满条件之后，需要尽可能的将浇口系统容积设计的小一些，避免材料的大量消耗

5.浇口的位置要适当，避免在浇筑时冲击到型芯，导致型芯发生变形等

（三）主流道的设计

主流道是在浇筑过程中塑料熔体最先经过的地方，因此其结构的设计需要按照真实的情况进行分析研究，确保塑料熔体的流动速度符合其凝固的时间。一般主流道套筒采用高碳钢来进行制造，完成后还需要进行热处理、主流道的内表面具有一定的粗糙度，其粗糙值为0.4μm，孔径为0.5mm。一般为了方便将流道中的一些凝料清理出来，都会将主流道设计为锥形，要控制好锥形的角度，若是角度过大，很容易会引发塑料熔体流速减慢。将主流道和注射机的喷嘴进行紧密连接，能够保证塑料熔体在进入到主流道时不会溢出来。但是由于两者长时间的接触，避免不了碰撞和磨损，因此在进行主流道设计时，一部分可以设计为可以拆卸的，从而方便后续的加工处理。

（四）冷料井设计

冷料井的主要功能是接受料流前锋的冷料，防止它们进入到型腔中，影响最终成型后模具的质量，在开模时能够将主流道中存留的凝料清理出来。它主要位于主流道对面的动模板上，有时会处于分流道的末端，能够方便其开展工作。在结构设计上冷料井的直径需要大于大端直径，长度约等于主流段的大道直径[2]。

（五）分流道设计

分流道的功能作用主要是用来分流和转向，一般设计在主流道和浇口之间，将其截面的形状设计为圆形、半圆形、梯形等等。圆形和正方形截面的分流道，截面面积最小，当塑料熔体经过时，温度下降的度数较小，阻力也小，因而流道的速度很快，效率最高。但是正方形的模具制作起来十分困难，因此在实际的生产中一般采用半圆形或者梯形。

（六）浇口选择

一般浇口的选择会在分型面上，为了方便以后开展模具加工和以后的清理工作等。浇口根据功能和整体的构造一般会设置在尾部端面的中心处，当塑料熔体经过浇口时，剪切的速率增高，料流的温度升高，粘度降低，从而提高了其流动速度，才有利于进一步的工作，进行充型。要合理的设计浇口的大小，若是浇口的尺寸过小，当塑料熔体通过浇口时，会增加对塑料熔体的压力，导致整体的流速并不均匀，凝料的速度加快，但是补缩却是十分困难，很容易就会导致喷射的想象。因此在进行浇口尺寸设计时，要考虑到塑料熔体的合理流速，确保模具的质量问题。

（七）模具的加热和冷却系统

此模具选择的加热方式为电加热，主要是因为材料的熔温为200℃，但是模具的温度要求是60℃。

冷却系统进行设计时要遵循以下几点原则：

1.冷却水孔的数量要多尺寸要大，数量要≥3，可以有效的降低出水和入水的温度差；

2.冷却水孔到型腔表面的距离都应当是一样的；

3.冷却水孔的孔道不能穿过接缝部位，避免其漏水；

4.浇口处要加强冷却；

5.在冷却系统内，各相连接处一定要保持密封的状态，防止冷却系统中的水外泄；

6.冷却系统的进水口的位置应当保持在同一侧。

（八）退料顶出机构设计

退料顶出机构主要是为了能够将零件从芯轴上退下来。芯轴具有躲到台阶，主要的功能是为了将零件带出型腔。但是这种情况下就造成了退料板脱模的阻力比较大，但是其材质是比较柔软，容易导致零件变形，因此合理的设计芯轴台阶的尺寸是保证退料板从机构顶出的关键所在。

（九）确定模具的尺寸

根据绘制的零件装置的设计图来确定模板外形的尺寸、型腔板壁厚度和导柱扥的尺寸。要根据材料的收缩情况来进行型腔和芯轴的尺寸。

四、薄壁凸台套筒注塑模具的加工

（一）模具的装配

模具的装配是最后的环节同时也是十分严谨的环节，模具装备的精密度直接影响到了今后模具的质量和使用寿命问题等等。模具进行装配需要按照各个零件的功能和相互的关系进行组建。

（二）装配的顺序

首先要确定好装配的基准，严格的按照基准来进行。在装配前要对各个零件进行测量，确定零件的功能正常、表面清洁干净；在组装完成之后，需要对零件之间的误差进行调整，将一些存在的缝隙等进行校正磨合，确保其组装的紧密性。在组装的过程中，要尽可能的保持原有的设计尺寸，从而保证整合检查的精准度；组装完导向系统之后，需要确保开模合模的动作流畅无卡阻或松动的问题。在组装完冷却系统和加热系统之后，要确保管路的通畅性，确保系统的紧密性，不会发生漏水、漏电的行为。在装配液压系统时能够允许密封填料，但是需要防治其进入到系统当中。当装配完成之后进行使用实验，实验合格之后进行模具标记。

结束语

综上所述，针对薄壁凸台套筒注塑模具的设计和加工进行分析研究，已经总结出了一些在制作上的经验能够在今后的产品研发和制作中将这些经验贯穿到整个环节当中，制作出一套使用效果好、损耗小、耗材小、生产效率高的模具，逐步提高生产模具的质量问题。

参考文献：

[1]李超新.基于钢筋支架注塑模具设计[J].机械工程师，2017（11）.

[2]黄猛，何秀军.薄壁凸台套筒注塑模具的设计及加工[J].金属加工：冷加工，2009（07）：47-50.