1、塑件工藝分析

1.1塑件材料及特征

塑件為某遙控器后蓋，如圖1所示。塑件材料為PC/ABS CX7240，其物理性能和工藝參數(shù)如表1所示。該塑件既是外觀件也是功能件，要求具有一定的強度、耐磨損、尺寸穩(wěn)定性和外表面光滑等。塑件外觀面要求鏡面拋光A3，顏色為黑色、冷灰、白色及咖啡色，外形尺寸約為43 mm×57 mm×7 mm。

1.2開模分析
通過塑件結(jié)構(gòu)和脫模分析綜合評估，首先確定塑件的開模方向，即確定成型塑件對應(yīng)的型腔和型芯。采用模擬軟件分析脫模角度，如圖2所示，塑件的可視區(qū)域設(shè)置在脫模正方向，由于可視區(qū)域為塑件外觀面需要進行鏡面拋光，不允許設(shè)置推桿和澆口，將正角度區(qū)域的面設(shè)計為型腔面，開模方式和方向，將塑件外觀面設(shè)計在型腔成型，將塑件內(nèi)置面區(qū)域設(shè)計在型芯成型。
在塑件內(nèi)側(cè)有1段45°的斜槽卡扣，這是塑件的功能區(qū)域，內(nèi)部將安裝1個鉸鏈實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)翻蓋。為確保使后蓋打開不會掉落而設(shè)計45°倒扣，以下介紹了成型該塑件的模具結(jié)構(gòu)。

2、模具結(jié)構(gòu)分析

2.1澆注系統(tǒng)設(shè)計
澆注系統(tǒng)是注射成型的重要部分，是成型優(yōu)質(zhì)塑件的關(guān)鍵，也是影響模具結(jié)構(gòu)和制造成本的重要因素，其類型、尺寸、進料方式和位置對塑件的成型質(zhì)量和注塑機的選擇起決定性作用。
根據(jù)塑件的年需求量和圖紙要求，考慮需在1副模具上換色生產(chǎn)不同顏色的塑件，以滿足客戶對塑件4個顏色的需求，模具設(shè)計為1模2腔普通流道，采用兩板模結(jié)構(gòu)，注塑機壓力選用750 kN。

經(jīng)過模流分析，綜合考慮采用圓形流道、潛伏式點澆口，澆注系統(tǒng)如圖5（a）所示，主流道進料后進入圓形分流道，再進入潛伏式點澆口，最終填充型腔。主流道尺寸長度L為60 mm，入口直徑d為φ3.5 mm，大端直徑D為φ4.5 mm，主流道圓錐角度為α=1°，主流道結(jié)構(gòu)尺寸（b）所示，分流道直徑為φ4.0 mm，長度為30.0 mm，潛伏式點澆口為φ1.5 mm。

2.2抽芯機構(gòu)設(shè)計
注射模常用抽芯機構(gòu)實現(xiàn)成型塑件倒扣的脫模，塑件內(nèi)側(cè)有1處45°斜槽卡扣需抽芯機構(gòu)實現(xiàn)脫模。如果采用動模側(cè)浮動直接抽芯，倒扣斜度為45°，動模浮動為開模方向，受力分析所示，各項受力滿足以下公式。
Fw=Fc×sinß（1）
Fk=Fw×tanß（2）
式中：ß——斜抽芯角度，（°）；Fw——斜抽芯所受的側(cè)向力，N；Fc——斜抽芯軸向力，N；Fk——斜抽芯所受的開模力，N。

由式（1）和式（2）可知，ß增大，F(xiàn)w和Fk增大，斜抽芯所受的側(cè)向力也增大，影響斜抽芯的強度和剛度；反之，ß減小，F(xiàn)w和Fk減小，斜抽芯所受的側(cè)向力也減小，有利于抽芯運動。目前側(cè)向力角度為45°，不適合斜抽芯，容易造成卡滯和自鎖現(xiàn)象，需要改變機構(gòu)實現(xiàn)45°斜槽卡扣的抽芯。

經(jīng)過分析，45°斜槽卡扣的抽芯采用滑塊式結(jié)構(gòu)，通過滑動前進和后退運動驅(qū)動斜抽芯的開合運動，關(guān)鍵是45°抽芯鑲件與滑塊座通過T形槽連接實現(xiàn)轉(zhuǎn)換驅(qū)動，如圖7所示，將力分解使45°斜槽卡扣抽芯的法向為0°抽芯，側(cè)向力不在45°斜槽卡扣的抽芯鑲件上，所產(chǎn)生的側(cè)向力轉(zhuǎn)換到滑塊座上。

滑塊和抽芯零件用磨床精密加工，精度控制在0.005 mm，型芯上的斜孔采用慢走絲線切割精密加工，精度控制在0.005 mm，模板上的滑塊槽用CNC精密銑削加工，精度控制在0.01 mm。在保證單個零件的加工精度時，零件相互配合間隙和相互研磨也很重要，配合滑動區(qū)域采用碾磨配合保證滑動間隙和滑動順暢。
45°斜槽卡扣的抽芯零件要求具有高的硬度、良好的韌性和熱穩(wěn)定性，因此，選擇一勝百的Viking鋼材，該材料熱處理后的強度測試參考值。樣為φ35 mm的圓棒，試樣經(jīng)（1 010±10）℃油淬及回火二次至不同硬度，最后抽芯零件鋼材熱處理硬度57~58 HRC。
 Viking熱處理后的強度測試參考值

2.3確定模具零件材料
模具零件材料的選擇是否合理將直接影響模具的使用壽命，在模具結(jié)構(gòu)合理的情況下選擇匹配的鋼材是關(guān)鍵[5]。為滿足抽芯機構(gòu)動作的穩(wěn)定和順暢，需考慮油槽的設(shè)計。塑件外觀面為鏡面高拋光，定模板應(yīng)選擇拋光性好且防腐蝕性能好的鋼材，才能滿足圖紙要求和生產(chǎn)需求。經(jīng)分析，模具零件材料。

3、模具結(jié)構(gòu)及工作過程
3.1模具結(jié)構(gòu)
1.定模座板2.定模板3.定模型芯4.楔緊塊5.滑塊鑲件6.滑塊座7.滑塊限位螺釘8.滑塊耐磨板9.型芯10.澆口鑲件11.直推桿12.動模板13.限位塊14.推桿固定板15.推板16.動模座板17.推板導(dǎo)柱18.支撐柱19.推塊20.螺釘21.螺釘22.導(dǎo)柱23.螺釘24.定位圈25.澆口套26.精定位塊
（1）定模部分。定模型芯3、澆口套25安裝在定模板2內(nèi)，定模座板1壓住澆口套25使其固定，澆口套25定位配合在定模型芯3中，楔緊塊4固定在定模板2內(nèi)，楔緊塊4既是斜撥塊，用來驅(qū)動滑塊運動，又是鎖塊，起鎖緊滑塊使其閉合到位的作用，便于注射成型。楔緊塊頭部與動模板12配合形成互鎖結(jié)構(gòu)形成支撐，導(dǎo)柱22固定在定模板2上保證模具開、合模動作的導(dǎo)向和定位。
（2）動模部分。型芯9安裝固定在動模板12內(nèi)，直推桿11安裝在推桿固定板14上，推板導(dǎo)柱17固定在動模座板16上，推板導(dǎo)柱17與推板導(dǎo)套配合導(dǎo)向，推桿固定板14和推板15往復(fù)運動，實現(xiàn)塑件的推出。滑塊鑲件5安裝在滑塊座6上，滑塊鑲件5和滑塊座6通過T形槽連接，當(dāng)滑塊座6水平運動時，通過T形槽帶動滑塊鑲件5進行45°抽芯運動，滑塊座6下面設(shè)計滑塊耐模板8保證滑塊運動順暢和滑塊座的使用壽命。精定位塊26安裝在定模板2和動模板12之間，合模后精確定位定模和動模的相對位置，確保模具每次合模都具有同一精度，使模具穩(wěn)定和持續(xù)成型合格的塑件。

3.2模具工作過程
注射保壓結(jié)束后，注塑機噴嘴不再進行澆注，塑件冷卻固化，待塑件冷卻后模具開模，動模部分整體向后運動，首先打開主分型面，塑件脫離型腔留在型芯上，滑塊座6與楔緊塊4剛性觸碰，在斜面產(chǎn)生的側(cè)向力驅(qū)動下使滑塊座6向外運動開始抽芯，同時由于滑塊鑲件5和滑塊座6是通過T形槽連接驅(qū)動，當(dāng)滑塊水平后退時，T形槽會進行力的分解，使滑塊鑲件5在型芯9內(nèi)進行45°斜抽芯，滑塊座6碰到滑塊限位螺釘7時停止運動，完成抽芯動作實現(xiàn)塑件脫模。動模部分繼續(xù)向后運動到設(shè)定位置停止，注塑機滑塊完成了開模動作。注塑機頂桿推動推塊19，使推板15和推桿固定板14作推出運動，帶動直推桿11等完成塑件和流道凝料的推出，當(dāng)推桿固定板14上的限位塊13碰到動模板12的底面時，推出動作停止，由機械手抓取塑件放在運輸帶上，最后裝托盤入箱，流道凝料在推出完成后自由掉落。

模具合模時，必須先將注塑機頂桿通過推塊19拉回推桿固定板14和推板15，使模具的推出系統(tǒng)復(fù)位，復(fù)位動作完成后再合模，確保推桿不與定模型芯3碰撞。繼續(xù)合模，當(dāng)動模運動到一定位置時，滑塊座6碰到楔緊塊4，在斜面的驅(qū)動下，滑塊座6向內(nèi)閉合，同時通過T形槽轉(zhuǎn)換力，使滑塊鑲件5沿45°上升進行閉合，最后合模到位。這時楔緊塊4頭部端面與動模板12貼合形成互鎖，滑塊復(fù)位到合模狀態(tài)并最終定位。