连接塑件的注塑模具模芯设计

胥永林

（广东科技学院， 广东东莞， 523000）摘要：本文以连接塑件的注塑模具内模芯设计为案例，以企业模具设计工作过程为向导，将该塑件的模具设计方法详细阐述，为类似塑件的模具设计者提供了一种设计思路。

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关键词 ：连接塑件；模芯设计；提供思路

1 引 言

塑料工艺是世界上发展最快的工艺之一，在日常生活中每天我们都会见到塑料制品。塑料制品大多数都结构复杂，造型美观，它的成型方法多数是以注塑模具成型，塑料模具成型工艺是制作各种塑料制品成本很低的一种工艺方法。

本文主要是以连接塑件为例，从塑件的性能分析、塑件的基本形状和尺寸大小入手，阐述该塑件的内模芯结构，分型线的选取方法、分型面的设计已经侧面分型设计等，详细的描述了该塑件的内模芯设计过程。

2 连接塑件模芯设计

2.1 连接塑件的塑料性能分析

该塑件在生活中的功能是起到连接两个物件的作用，所以称为连接塑件，要求需要一定的硬度来支撑和连接，而且成型以后表面要光滑，所以我们首先选择ABS 塑料原料。ABS 的化学名是丙烯腈- 丁二烯- 苯乙烯塑料，该树脂是五大合成树脂之一，它将PB，PAN，PS 的各种性能有机地统一起来，兼具韧，硬，刚相均衡的优良力学性能。还有抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，同时也具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工得特点，所以用途非常广泛。

2.2 连接塑件的形状分析

连接塑件结构形状如图1 所示，下端是支撑座，主要是承受相关物件，所以其胶厚达到4mm，上端是连接物件部位，其中间位置有两个圆孔和安放螺帽的凹台阶，从结构上看，两个孔是用来横穿螺杆所设计的，其孔的轴向方向与该塑件的开模方向相互垂直，所以从模具结构上分析，两个孔的成型在模具上要设计侧向分型机构。

2.3 分型面的设计

2.3.1 分型面设计注意事项：

1）符合塑件脱模：为使塑件能从模具内取出，分型面的位置应设在塑件断面最大尺寸的部位。

2） 分型面的数目和形状：通常只采用一个与开模运动方向相垂直的分型面。确定分形面应以模具制造及脱模方便为原则。

3） 型腔的选择： 尽量防止形成侧孔和侧凹， 以避免采用较复杂的模具结构。

4）确保表面质量：分型面尽量不要选择塑件光滑的外表面，避免影响塑件的外观质量;将塑件要求同轴度的部分放在分型面的同一侧。以确保塑件的同轴度; 要考虑减小造成塑件大、小端的尺寸差异要求等。

5）有利于塑件脱模：由于模具的脱模机构通常设置在动模一侧，故尽可能使开模后塑件留在动模一侧。

6）考虑侧向轴拔距。

7）锁紧模具的要求：侧向合模锁紧力较小，故对于投影面积较大的大型塑件，应将投影面积大的方向放在动、定模的合模方向上，而将投影面积小较小的方向作为侧向分型面。

8）有利于排气。

9）模具零件易于加工。

2.3.2 创建塑件分型面

在自动分模系统里面，创建分型面目的是通过绘制好的分型面，可以将设计的模芯零件分割为型芯和行腔两部分，所以分型面设计是否正确直接影响到模具的结构和塑件的质量，根据分型面设计的原则和注意事项，应用UG 软件的自动分模功能，首先找到连接塑件在开模方向的最大外形线（即分模线），如图2 左所示线性，再应用所生成的分型线绘制好分型面，如图2 右所示。

2.4 行腔和型芯的设计

模具闭合时用来填充塑料成型制品的空间称为型腔。构成模具型腔的零部件称成型零部件。一般包括型腔、型芯、型环和镶块等。成型零部件直接与塑料接触，成型塑件的某些部分，承受着塑料熔体压力，决定着塑件形状与精度，因此成型零部件的设计是注射模具的重要部分。

成型零部件在注射成型过程中需要经常承受温度压力及塑料熔体对它们的冲击和摩擦作用，长期工作后晚发生磨损、变形和破裂，因此必须合理设计其结构形式，准确计算其尺寸和公差并保证它们具有足够的强度、刚度和良好的表面质量。

成型零部件结构设计主要应在保证塑件质量要求的前提下，从便于加工、装配、使用、维修等角度加以考虑。

2.4.1 型腔设计

型腔是用来成型制品外形轮廓的模具零件，其结构与制品的形状、尺寸、使用要求、生产批量及模具的加工方法等有关，常用的结构形式有整体式、嵌入式、镶拼组合式和瓣合式四种类型。

本设计中采用整体型腔，其特点是结构简单，牢固可靠，不容易变形，成型出来的制品表面不会有镶拼接缝的溢料痕迹，还有助于减少注射模中成型零部件的数量，并缩小整个模具的外形结构尺寸。不过模具加工起来比较困难，要用到数控加工或电火花加工。

2.4.2 型芯设计

本设计中零件结构较为简单，深度较大，经过对塑件实体的研究，塑件采用嵌入式型芯。这样的型芯加工方便，便于模具的维护型芯与动模板的配合可采用H7/P6 。

2.5 侧抽芯的设计

一般指的模具的行位机构，即凡是能够获得侧向抽芯或侧向分型以及复位动作来拖出产品倒扣，低陷等位置的机构。

斜滑杆侧向抽芯的特点是利用推出机构的推力驱动斜滑杆斜向运动，在制品被推出脱模的同时由斜滑杆完成侧向抽芯动作。适用于制品具有侧孔或较浅侧凹、型面积较大的场合，一般分为外侧抽芯和内侧抽芯两种。

本次设计的塑件左右两侧分别有一个孔，按照模具的开模方向无法实现脱模动作，因此需要设计两个外抽芯机构，侧抽芯设计的运动距离计算方法如下所示：

β=α+2°～ 3° ( 防止合模产生干涉以及开模减少磨擦)

α ≦ 30° (α 为斜撑销倾斜角度，本设计中采用25° )

L=1.5D(L 为配合长度)

S=T+2 ～ 3mm(S 为滑块需要水平运动距离；

T 为成品倒勾)

3 结束语

本次对连接塑料的模具设计，全面考虑了塑料ABS 的成型性能，内模芯的结构特点，包括分型面的设计、行腔、型芯以及侧抽芯的设计过程。该塑件的模具设计结构特点代表了塑料模具中的典型结构，尤其是型芯采用嵌入式型芯结构，也为加工制造以及模具后期的维修带来了方便。