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冰箱门把手组合成型注射模设计

时间:2021-02-08   来源:《模具工业》   作者:金鑫,付娜,孙肖霞,唐友亮,吴凡   浏览次数:185

金鑫1,付娜1,孙肖霞2,唐友亮2,吴凡2

(1.江苏双鹿电器有限公司;2.宿迁学院)

摘要:通过分析塑件的结构特点和流程比,采用时序阀控制热流道转普通流道多点单向充填型腔,针对成型塑件不同的扣位,分别设计了滑块侧抽芯机构和斜推组件实现多向同步抽芯,并设计了组合式冷却水路系统控制模具温度。实践证明:模具结构设计合理,工作稳定,可为成型同类塑件的模具研发提供参考。

关键词:冰箱门把手;组合型腔;注射模;时序阀热流道;侧向抽芯

 

0 引言

家用冰箱的门体主要由门壳、端盖、立柱、门胆、封条、保温层和止挡机构等组成。嵌入式门把手是集立柱与门拉手于一体的塑件,与门壳、端盖和内胆连接。对于双开门冰箱,其冷藏室和变温室的门把手造型要求美观、和谐,实际注射成型过程中,通常1模2件成套生产,可以提高生产效率并降低制造成本[1,2],同时为追求良好的外观,要求成型的塑件接缝整齐、接合面平整。现阐述流线型冰箱门把手1模异腔组合成型的注射模设计要点及工作原理。

1 塑件结构分析

图1所示为某冰箱冷藏室和变温室的门把手模型,材料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS),强度高,韧性好,易于成型、染色和电镀,收缩率为0.5%,固体密度为1.05g/cm3。冷藏室门把手外形尺寸为965.6mm×80.3mm×72.0mm,最厚处为3.0mm,最薄处为0.8mm,平均壁厚1.79mm;变温室门把手外形尺寸为777.4mm×80.3mm×72.0mm,最厚处为2.3mm,最薄处为0.8mm,平均壁厚1.78mm,与冷藏室门把手相比,其宽度和高度相同,长度略短。

2个门把手壁厚不均,形状较复杂,含有曲面、槽、加强筋、显示屏窗口、倒扣等结构,且表面质量和尺寸精度要求较高。冷藏室门把手S1平面和变温室门把手S2平面与各自的门壳配合,要求光滑平整,分别设计了T1T5放大处所示的宽1mm、深0.5mm的工艺槽;T1侧边还开设了显示屏矩形窗口;T2处的侧凹深度为11mm;T3处为倒扣,沿塑件长度方向均匀、并排分布了5个,需侧向脱模;T4处分布了4个L形倒扣,其脱模方向均指向外侧,脱模行程需>14.3mm;变温室门把手在T6T7处有侧凹结构,宽度分别为13、15mm。2个门把手均为长条形薄壁件,外观要求不能存在浇口痕、熔接痕、气泡等缺陷,保证表面光洁、无刮痕、飞边等质量问题。因此模具设计的关键技术有3点:①合理设计浇注系统以控制熔体流动平衡;②合理设计侧向脱模机构;③合理设计冷却系统以控制模具温度。

2 模具结构设计

模具型腔布局采用1模2件,单分型面,结构如图2所示,其设计特点:①考虑冰箱门把手外观和尺寸精度要求高,注射流程长,采用顺序阀热喷嘴+普通流道+侧浇口方式进浇;②T1~T7处的侧凹、倒扣等分别采用4组斜导柱+滑块外侧抽芯和5组斜推组件内侧抽芯脱模,其中待成型塑件的S1S2平面分别用大滑块25、29成型;塑件和凝料最终采用圆推杆、推杆+推块联合同步推出;③模具温度控制采用水冷,在动、定模镶件及滑块上分别布置立体循环式和隔片式冷却水路。

2.1 浇注系统设计

2个门把手属于薄壁长流程塑件,需要多点进浇,将各侧浇口设计在待成型塑件非外观面,如图3所示。冷藏室门把手与变温室门把手的流程比约为5:4,采用单向顺序阀控制进浇,结合生产经验和CAE模流分析结果[3,4],将成型2个塑件的浇口沿长度方向均匀分布,浇口分别为5个和4个。

对于成型大型或长流程薄壁塑件,采用顺序阀对塑料熔体充模顺序进行控制可有效消除熔接痕,或将其移到塑件外观要求不高的部位,生产满足使用要求的高品质塑件[5,6]。图4所示为时序针阀热流道系统,主要由一级热喷嘴、热流道板、二级热喷嘴、气缸、电磁阀、接线盒等组成。由气缸和时序控制器控制二级热喷嘴中的阀针运动,以实现热喷嘴的开闭。根据2个塑件的结构特点确定进浇顺序为单向,依次为G1G2G3G4G5;结合模流分析结果中的料流前沿情况,进一步确定各浇口的开闭时间。

2.2 脱模机构设计

​(1)斜导柱+滑块抽芯机构。为使成型门把手各方向的侧孔型芯顺利脱模,设计图5所示的4组不同方向的斜导柱+滑块抽芯机构。滑块A主要成型冷藏室门把手的S1平面和显示屏矩形窗口所在的斜侧面,滑块A的宽度略大于塑件总长,由3根斜导柱及3个弹簧同步驱动实现侧孔及工艺槽的抽芯脱模,抽芯行程为55mm;滑块B主要成型变温室门把手的S2平面及其T5处的工艺槽,抽芯距离短但滑块宽度大,因此同样由3根斜导柱及3个弹簧同步驱动脱模,抽芯行程为10mm;T4处的4个L形倒扣和T6处的1个侧凹合并由滑块C成型,滑块宽度较小,选用1根斜导柱完成脱模,抽芯行程为20mm;T2T7处的侧凹结构则共同由滑块D成型,同样由1根斜导柱驱动滑块D完成脱模,抽芯行程为20mm。

(2)斜推组件内侧抽芯机构。冷藏室门把手的T3处有5个均匀分布的倒扣,沿塑件长度方向脱模,抽芯距离为5mm,设计了5组整体式斜推组件抽芯机构,如图6所示,斜推组件的倾斜角度为5°,斜推组件头部与滑块A的斜面配合。

(3)推出机构如图7所示。2个塑件长度尺寸大、壁厚薄、加强筋多,脱模阻力大,设计了圆推杆和推块联合推出。变温室门把手的内部选用12根φ16mm的圆推杆,侧壁较薄,采用4组直推块以增大推出面积;冷藏室门把手的结构更复杂,内部采用6根φ16mm的圆推杆,侧壁及矩形窗口边缘则用8组不同尺寸的直推块推出;流道凝料采用φ6mm的圆推杆推出。

2.3 冷却系统设计

模具温度影响塑件的成型质量和成型周期,为了使模具型腔温度均衡,在热量积聚较多的定模镶件、动模镶件及各滑块上开设了冷却水路,如图8所示。定模镶件设计了8组冷却水路,每条冷却水路距离型腔板壁面大约15mm,其中有3条采用循环式水管+隔片式水井的组合形式以获得均匀的冷却效果;动模镶件设计了6组冷却水路,只有1条水路采用了3个隔片式水井,其余均为循环式水管;4个滑块的体积较大,分别设计了1条循环式水管。采用以上冷却系统,模具各处温度均衡,冷却速度快。

3 模具工作过程

模具工作过程如下。

(1)注射成型。在注塑机的作用下塑料熔体进入一级热喷嘴14,再经过热流道板12内的保温流道,进入二级热喷嘴8,按照时间顺序依次从G1~G5流入普通流道,再由侧浇口进入模具型腔成型,熔体充满型腔后,经保压、冷却至足够刚度。

(2)开模抽芯。模具打开,注塑机滑块带动动模座板1后退,8根斜导柱26、28驱动4个动模大滑块25、29进行侧向抽芯。

(3)推出。模具打开后,推板2推动斜推杆5、圆推杆19和推块18推出成型的塑件,推出距离为60mm。

(4)复位。塑件取出后,注塑机滑块带动推板2,推板2再带动斜推杆5、圆推杆19和推块18复位。

(5)合模。模具闭合,注塑机滑块带动动模座板1前进,8根斜导柱26、28驱动4个动模大滑块25、29复位,动模、定模闭合,等待下一次注射成型。

4 结束语

设计了顺序阀热、普通复合流道系统,保障了一模异腔成型长流程塑件的外观质量;合理布局型腔,并设计滑块、斜推组件等多方位抽芯机构,解决了多方向扣位脱模困难的问题;通过采用循环式+隔片式的组合冷却水路系统,控制了型腔的温度;模具各机构装配效果良好,投产后运行平稳、安全可靠。

参考文献(略)

 
 
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