洗衣机模具(洗衣机盖板热流道注射模设计)

Posted 2023-05-31

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洗衣机模具(洗衣机盖板热流道注射模设计)

作者：陈瑞兵（东莞理工学校）文章已刊载在《模具制造》月刊，版权归作者所有，转载请注明出处，谢谢！

【摘要】针对塑件的结构特征，论述了该塑件的分型方法与优化设计，合理的设计与布局可有效地避免多斜顶结构、镶件与顶杆等零部件之间的干涉，并介绍了拆分镶件、顶出机构设计、冷却水路布局以及模具工作过程。

关键词：洗衣机盖板；分型；热流道；斜顶；注射模

1 塑件结构分析

图1所示为洗衣机的上覆盖板塑件，塑件尺寸为397.637×475.789×42.174mm，其材料为 ABS，收缩率为：0.3%~0.7%。动定模型芯型腔采用镶拼式，成型零部件材料采用2738钢。塑件属于外观件，外表面需进行磨砂处理。塑件内部扣位比较多，整副模具共有31个斜顶，其局部骨位较深，考虑到排气问题也需要拆镶件处理，再加上顶杆、螺钉、水路，致使模具内部错综复杂，如何合理的布局是在设计时重点要考虑的问题。

图1 塑件3D图

在依次完成补片实体化、拔模、调整收缩率后，进行斜率分析。根据图2所示的位置，A区域的表面为正拔模角度，B区域的表面为负拔模角度，两者之间有一条分界线，而B区域与右侧底平面存在高度差，为了更好的将其连接在一起，需要切割B区域面做段差处理。

图2 斜率分析

图3中扣位需要拆斜顶，但其顶部有一骨位，塑件在顶出时，在收缩包紧力的作用下，可能会出现铲胶的情况，为此该处与斜顶接触的表面需要做加胶处理。而图4中，左侧同样存在高低落差的台阶，不论分型面设计在上方或下方，都需要切割表面做段差处理，同时也要考虑更好的与右侧的骨位分型面连接。

图3 骨位斜胶分析

图4 分析高低落差分型

2 塑件分型设计

（1）有落差且在转角处分割段差的分型面处理。

通过观察图5中K处放大可知，若将右侧“底部台阶面”通过扩大面的方式创建分型面片体I，将会切割右侧区域的侧立面如右图所示；随后抽取+Z 方向等斜度曲线后，并沿着45°方向拉伸形成片体Ⅱ的擦穿面；再通过扩大面形成片体Ⅲ。片体I将原表面分割成动、定模两个成型面，其拔模角度相反，形成段差。

图5 等斜度曲线段差分型处理

（2）有落差在平面处做擦穿面形成段差的分型面处理。

如图6所示，右侧骨位底面通过扩大面直接与左侧做平，此处的扣位即斜顶的顶部，适当的进行加胶0.1mm，避免在顶出时出现铲胶的现象。左侧台阶的落差 0.352mm，直接从底面通过扩大面延伸，将段差的位置设计在圆弧角的右侧，并倾斜3°形成擦穿面。当竖立面切割后，形成了A区域及B区域，A区域面定义为前模面正拔模角，两侧B区域面定义为后模面负拔模角，随即两区域之间形成段差。

图6 高低落差与骨位连接段差分型设计

3 型芯型腔设计

如图 7 所示，在调整完收缩率后的塑件尺寸为399.625×478.168×42.385mm，考虑到塑件本身尺寸较大，斜顶、顶杆占用了部分位置，还要兼顾虎口尺寸、封胶面尺寸、冷却水路的布局以及螺钉安装的空间。因此，分型后的型芯型腔长宽尺寸在塑件的基础上扩大50mm。

图7 型芯型腔结构

4 斜顶结构设计

观察图顶结构设计8a可以看到此处扣位是个斜面，若沿着斜面设计斜顶就形成了擦穿面不易加工和配模，因此将斜顶的台阶面向上多包一些做成平面形成碰穿面。图 8b中右侧骨位有凹槽，若将斜顶包进去顶出时就无法位移，若直接做到骨位侧面则斜顶的侧面就会变成斜面，斜顶上端尺寸小下端尺寸大又无法顶出，为此该处进行加胶处理，保证斜顶的两侧面均为平面，同时需要注意所有的斜顶的宽度都要取整数。图8c中斜顶将周边的骨位包进去一半左右，其目的是因为骨位较深，不便于加工且不利于排气。图8d斜顶的顶面有台阶面，顶出时容易铲胶，进行加胶有效地避免了此问题。所有斜顶在保证顶出空间足够的前提下尽量将斜顶角度设计大一些，这样就可以使顶出距离变短。

图8 斜顶结构

5 镶件拆分设计

分析塑件结构特征，拆分除了强度不足、易损等部位镶件外的特殊镶件。如图9a所示，该位置的骨位深度为 17.761mm，比较深，加工困难，排气问题也无法解决，镶件将骨位对称包胶，以包胶位为基准确保镶件厚度尺寸为整数。图 9b 中，此位置是骨位的边缘，熔融的塑料在充型过程中也很容易困气填充不满或烧胶，因此镶件也做包胶处理。图9c中，镶件周围3个方向都有骨位，均需要进行包胶，在设计时只需尽量将镶件的尺寸取整即可。

图9 镶件拆分结构

6 顶出结构设计

由于该模具顶出系统中斜顶就有31个，其它相关零部件也较多，合理的设计顺序，能够降低后续调整的麻烦。如图10所示，在塑件分型后首先是进行斜顶的拆分，待调用模架后要及时将滑座设计好，必须保证斜顶之间的运动不能相互冲突；随后将必要的镶件拆分出来，解决困气、加工问题，接着观察局部是否要多布置一些顶杆辅助顶出。考虑到模具较大，设计了标准分布的7个穿孔平衡顶出，然后再设计对称的限位柱控制顶出距离30mm，需要注意的是限位柱要靠近穿孔附近，降低顶杆面板、底板的变形量，撑头的布局从对称中心向两侧对阵布置即可，水路与其它零部件的距离控制在4mm以上并均匀分布，最后再将型腔、型芯的紧固螺钉在剩余空间位置均匀分布即可。

图10 顶出系统布局设计

7 冷却系统设计

图11所示为冷却水路布局图。动模部分受顶出系统相关零部件的影响，大部分水路沿着X方向设计最合理。由于该模具较大设置了挤压块，导致了动模部分中间两条水路的水嘴设计在了同一方向上。定模部分因水路受到热流道、挤压块、定模镶件的影响，无法在X方向合理布局水路，因此只能将水路沿着Y向设计，给模具的安装带来一定的麻烦，但能更好地起到冷却作用。

图11 冷却系统水路设计

8 模具工作过程

（1）模具结构如图12所示，开模时，模具从动、定模板之间的分型面处开始分型，塑件19在收缩包紧力作用下，粘在动模型芯表面上随着动模部分一起开模。

（2）当动模运动到一定距离后，注塑机上的7根顶棍顶在顶杆垫板25上，推动顶杆垫板25及其上面的斜顶20、顶杆2、复位杆21等零部件进行顶出运动，弹簧23、29也被压缩30mm，随后塑件19从动模脱离掉落。

（3）重新合模时，顶出系统先在弹簧力的作用下进行复位，当动、定模板贴合、复位杆 21 顶到定模板后，顶杆垫板25与垃圾钉稳固贴合，确保顶出系统复位的准确性。

（4）最后注射成型系统将会进行新一轮的注射、保压、冷却、开模的流程。

图12 模具结构

1.垫铁 2.顶杆 3.限位柱 4.动模板 5.导柱 6.挤压块 7.精定位 8.动模镶块 9.导套 10.定模板 11.热流道板 12.定模座板 13.内六角螺钉 14.定模镶块 15.定位环 16.热流道系统 17.定模镶件 18.热嘴 19.塑件 20.斜顶 21.复位杆 22.水路 23、29.复位弹簧 24.顶杆固定板 25.顶杆垫板26.垃圾钉 27.撑头 28.弹簧导柱 30.中托司 31.动模座板

9 结束语

论述了塑件在分型方面几处比较典型的特征，详细描述了段差的设计方法。模具中有大量的斜顶结构，着重介绍了拆分斜顶和镶件的相关细节，并对动模部分零部件布局的设计顺序及细节进行了详细分析。该模具的部分结构、特征具有很好的借鉴意义。