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《模具工業》編輯委員會

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為行業服務,為企業服務,

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戰略合作單位:

 

冰箱門把手組合成型注射模設計

時間:2021-02-08   來源:《模具工業》   作者:金鑫,付娜,孫肖霞,唐友亮,吳凡   瀏覽次數:614

金鑫1,付娜1,孫肖霞2,唐友亮2,吳凡2

(1.江蘇雙鹿電器有限公司;2.宿遷學院)

摘要:通過分析塑件的結構特點和流程比,采用時序閥控制熱流道轉普通流道多點單向充填型腔,針對成型塑件不同的扣位,分別設計了滑塊側抽芯機構和斜推組件實現多向同步抽芯,并設計了組合式冷卻水路系統控制模具溫度。實踐證明:模具結構設計合理,工作穩定,可為成型同類塑件的模具研發提供參考。

關鍵詞:冰箱門把手;組合型腔;注射模;時序閥熱流道;側向抽芯

 

0 引言

家用冰箱的門體主要由門殼、端蓋、立柱、門膽、封條、保溫層和止擋機構等組成。嵌入式門把手是集立柱與門拉手于一體的塑件,與門殼、端蓋和內膽連接。對于雙開門冰箱,其冷藏室和變溫室的門把手造型要求美觀、和諧,實際注射成型過程中,通常1模2件成套生產,可以提高生產效率并降低制造成本[1,2],同時為追求良好的外觀,要求成型的塑件接縫整齊、接合面平整。現闡述流線型冰箱門把手1模異腔組合成型的注射模設計要點及工作原理。

1 塑件結構分析

圖1所示為某冰箱冷藏室和變溫室的門把手模型,材料為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS),強度高,韌性好,易于成型、染色和電鍍,收縮率為0.5%,固體密度為1.05g/cm3。冷藏室門把手外形尺寸為965.6mm×80.3mm×72.0mm,最厚處為3.0mm,最薄處為0.8mm,平均壁厚1.79mm;變溫室門把手外形尺寸為777.4mm×80.3mm×72.0mm,最厚處為2.3mm,最薄處為0.8mm,平均壁厚1.78mm,與冷藏室門把手相比,其寬度和高度相同,長度略短。

2個門把手壁厚不均,形狀較復雜,含有曲面、槽、加強筋、顯示屏窗口、倒扣等結構,且表面質量和尺寸精度要求較高。冷藏室門把手S1平面和變溫室門把手S2平面與各自的門殼配合,要求光滑平整,分別設計了T1T5放大處所示的寬1mm、深0.5mm的工藝槽;T1側邊還開設了顯示屏矩形窗口;T2處的側凹深度為11mm;T3處為倒扣,沿塑件長度方向均勻、并排分布了5個,需側向脫模;T4處分布了4個L形倒扣,其脫模方向均指向外側,脫模行程需>14.3mm;變溫室門把手在T6T7處有側凹結構,寬度分別為13、15mm。2個門把手均為長條形薄壁件,外觀要求不能存在澆口痕、熔接痕、氣泡等缺陷,保證表面光潔、無刮痕、飛邊等質量問題。因此模具設計的關鍵技術有3點:①合理設計澆注系統以控制熔體流動平衡;②合理設計側向脫模機構;③合理設計冷卻系統以控制模具溫度。

2 模具結構設計

模具型腔布局采用1模2件,單分型面,結構如圖2所示,其設計特點:①考慮冰箱門把手外觀和尺寸精度要求高,注射流程長,采用順序閥熱噴嘴+普通流道+側澆口方式進澆;②T1~T7處的側凹、倒扣等分別采用4組斜導柱+滑塊外側抽芯和5組斜推組件內側抽芯脫模,其中待成型塑件的S1S2平面分別用大滑塊25、29成型;塑件和凝料最終采用圓推桿、推桿+推塊聯合同步推出;③模具溫度控制采用水冷,在動、定模鑲件及滑塊上分別布置立體循環式和隔片式冷卻水路。

2.1 澆注系統設計

2個門把手屬于薄壁長流程塑件,需要多點進澆,將各側澆口設計在待成型塑件非外觀面,如圖3所示。冷藏室門把手與變溫室門把手的流程比約為5:4,采用單向順序閥控制進澆,結合生產經驗和CAE模流分析結果[3,4],將成型2個塑件的澆口沿長度方向均勻分布,澆口分別為5個和4個。

對于成型大型或長流程薄壁塑件,采用順序閥對塑料熔體充模順序進行控制可有效消除熔接痕,或將其移到塑件外觀要求不高的部位,生產滿足使用要求的高品質塑件[5,6]。圖4所示為時序針閥熱流道系統,主要由一級熱噴嘴、熱流道板、二級熱噴嘴、氣缸、電磁閥、接線盒等組成。由氣缸和時序控制器控制二級熱噴嘴中的閥針運動,以實現熱噴嘴的開閉。根據2個塑件的結構特點確定進澆順序為單向,依次為G1G2G3G4G5;結合模流分析結果中的料流前沿情況,進一步確定各澆口的開閉時間。

2.2 脫模機構設計

?(1)斜導柱+滑塊抽芯機構。為使成型門把手各方向的側孔型芯順利脫模,設計圖5所示的4組不同方向的斜導柱+滑塊抽芯機構。滑塊A主要成型冷藏室門把手的S1平面和顯示屏矩形窗口所在的斜側面,滑塊A的寬度略大于塑件總長,由3根斜導柱及3個彈簧同步驅動實現側孔及工藝槽的抽芯脫模,抽芯行程為55mm;滑塊B主要成型變溫室門把手的S2平面及其T5處的工藝槽,抽芯距離短但滑塊寬度大,因此同樣由3根斜導柱及3個彈簧同步驅動脫模,抽芯行程為10mm;T4處的4個L形倒扣和T6處的1個側凹合并由滑塊C成型,滑塊寬度較小,選用1根斜導柱完成脫模,抽芯行程為20mm;T2T7處的側凹結構則共同由滑塊D成型,同樣由1根斜導柱驅動滑塊D完成脫模,抽芯行程為20mm。

(2)斜推組件內側抽芯機構。冷藏室門把手的T3處有5個均勻分布的倒扣,沿塑件長度方向脫模,抽芯距離為5mm,設計了5組整體式斜推組件抽芯機構,如圖6所示,斜推組件的傾斜角度為5°,斜推組件頭部與滑塊A的斜面配合。

(3)推出機構如圖7所示。2個塑件長度尺寸大、壁厚薄、加強筋多,脫模阻力大,設計了圓推桿和推塊聯合推出。變溫室門把手的內部選用12根φ16mm的圓推桿,側壁較薄,采用4組直推塊以增大推出面積;冷藏室門把手的結構更復雜,內部采用6根φ16mm的圓推桿,側壁及矩形窗口邊緣則用8組不同尺寸的直推塊推出;流道凝料采用φ6mm的圓推桿推出。

2.3 冷卻系統設計

模具溫度影響塑件的成型質量和成型周期,為了使模具型腔溫度均衡,在熱量積聚較多的定模鑲件、動模鑲件及各滑塊上開設了冷卻水路,如圖8所示。定模鑲件設計了8組冷卻水路,每條冷卻水路距離型腔板壁面大約15mm,其中有3條采用循環式水管+隔片式水井的組合形式以獲得均勻的冷卻效果;動模鑲件設計了6組冷卻水路,只有1條水路采用了3個隔片式水井,其余均為循環式水管;4個滑塊的體積較大,分別設計了1條循環式水管。采用以上冷卻系統,模具各處溫度均衡,冷卻速度快。

3 模具工作過程

模具工作過程如下。

(1)注射成型。在注塑機的作用下塑料熔體進入一級熱噴嘴14,再經過熱流道板12內的保溫流道,進入二級熱噴嘴8,按照時間順序依次從G1~G5流入普通流道,再由側澆口進入模具型腔成型,熔體充滿型腔后,經保壓、冷卻至足夠剛度。

(2)開模抽芯。模具打開,注塑機滑塊帶動動模座板1后退,8根斜導柱26、28驅動4個動模大滑塊25、29進行側向抽芯。

(3)推出。模具打開后,推板2推動斜推桿5、圓推桿19和推塊18推出成型的塑件,推出距離為60mm。

(4)復位。塑件取出后,注塑機滑塊帶動推板2,推板2再帶動斜推桿5、圓推桿19和推塊18復位。

(5)合模。模具閉合,注塑機滑塊帶動動模座板1前進,8根斜導柱26、28驅動4個動模大滑塊25、29復位,動模、定模閉合,等待下一次注射成型。

4 結束語

設計了順序閥熱、普通復合流道系統,保障了一模異腔成型長流程塑件的外觀質量;合理布局型腔,并設計滑塊、斜推組件等多方位抽芯機構,解決了多方向扣位脫模困難的問題;通過采用循環式+隔片式的組合冷卻水路系統,控制了型腔的溫度;模具各機構裝配效果良好,投產后運行平穩、安全可靠。

參考文獻(略)

 
 
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