關(guān)于鐵路信號(hào)殼體注塑模設(shè)計(jì)
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1、引言
本文以鐵路信號(hào)殼體注塑模設(shè)計(jì)為例，重點(diǎn)介紹單腔細(xì)水口模具流道的設(shè)計(jì)、推板模具的設(shè)計(jì)和加工方法、無(wú)頂針板模具設(shè)計(jì)的技巧、深腔殼體塑件的加工方法，A板厚度較大時(shí)的設(shè)計(jì)方法，為同類模具設(shè)計(jì)制造提供了借鑒。
2、制品分析
鐵路信號(hào)殼體產(chǎn)品圖如圖1所示，塑件顏色為綠色，材料ABS，產(chǎn)品尺寸為170.5mm*52.45mm*100mm，，重量115克，平均膠位厚度3.0mm，塑件用四個(gè)螺栓固定在鐵路枕木旁邊，收集列車信號(hào)。對(duì)塑件的要求是，外觀密封，防止雨水等贓物侵入，具備一定強(qiáng)度。塑件外表要求光滑，里面設(shè)計(jì)一個(gè)臺(tái)階，用來(lái)安放線路板，并用自攻螺釘緊固。
ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。由于具有三種組成，而賦予了其很好的性能;丙烯腈賦予ABS樹脂的化學(xué)穩(wěn)定性、耐油性、一定的剛度和硬度;丁二烯使其韌性、沖擊性和耐寒性有所提高;苯乙烯使其具有良好的介電性能，并呈現(xiàn)良好的加工性。
ABS具有優(yōu)良的綜合物理和機(jī)械性能，極好的低溫抗沖擊性能。尺寸穩(wěn)定性。電性能、耐磨性、抗化學(xué)藥品性、染色性、成品加工和機(jī)械加工較好。ABS樹脂耐水、無(wú)機(jī)鹽、堿和酸類，不溶于大部分醇類和烴類溶劑，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烴中。ABS樹脂熱變形溫度低可燃，耐候性較差。熔融溫度在217~237℃，熱分解溫度在250℃以上。
ABS的流動(dòng)性與注射溫度和注射壓力都有關(guān)系，其中注射壓力稍敏感些。為此，在成型過程中可從注射壓力人手，以降低其熔體粘度，提髙充模性能。ABS因組分的不同，吸水及粘附水的性能各異，其表面粘附水及吸水率在0.2?0.5%有時(shí)可達(dá)0.3?0.8%之間，為了得到較為理想的制品，在成型前作干燥處理，使含水量降至0,1%以下。否則制件表面將會(huì)出現(xiàn)氣泡、銀絲等疵病。無(wú)定形材料,流動(dòng)性中等,吸濕大,必須充分干燥,表面要求光澤的塑件須長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥80-90度,3小時(shí);
宜取高料溫,高模溫,但料溫過高易分解(分解溫度為>270度).對(duì)精度較高的塑件,模溫宜取50-60度,對(duì)高光澤.耐熱塑件,模溫宜取60-80度;
如需解決夾水紋，需提高材料的.流動(dòng)性，采取高料溫、高模溫，或者改變?nèi)胨坏确椒?
如成形耐熱級(jí)或阻燃級(jí)材料，生產(chǎn)3-7天后模具表面會(huì)殘存塑料分解物，導(dǎo)致模具表面發(fā)亮，需對(duì)模具及時(shí)進(jìn)行清理，同時(shí)模具表面需增加排氣位置;
3、模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)：
根據(jù)塑件的生產(chǎn)批量較小的特點(diǎn)，模具設(shè)計(jì)選擇1出1，塑件高度尺寸較大，如果進(jìn)膠點(diǎn)選擇在塑件底邊緣，塑膠流程較長(zhǎng)，會(huì)使注塑產(chǎn)生極大困難，塑膠制品在邊緣首先封閉，塑件的頂部是最后塑膠匯合的部位，頂部會(huì)因困氣而產(chǎn)生塑件結(jié)合不牢固。 因而選擇三板模的細(xì)水口進(jìn)膠，對(duì)于單型腔模具，細(xì)水口流道無(wú)水平流道，無(wú)法設(shè)計(jì)流道拉料銷，需要在澆口套的端面磨出倒扣拉住流道廢料，錐面角度一般取單邊14度。
分型面的設(shè)計(jì)，顯而易見，該產(chǎn)品的分型面為一個(gè)平面。前模仁整體加工，后模仁需要切割鑲件。
根據(jù)塑件的尺寸大小，選擇模胚型號(hào)為2030，此模胚為非標(biāo)模胚，尺寸參考標(biāo)準(zhǔn)模胚LKM DDI2030設(shè)計(jì)，由于塑件高度尺寸較大，模具A板設(shè)計(jì)為通框，采用通框可以降低深腔的加工難度，減小模胚厚度。前模仁的固定采用在模仁的底面加凸臺(tái)的方式。
由于前模仁厚度較大，開模時(shí)，前模各個(gè)模板打開后，導(dǎo)柱處于懸臂梁的受力狀況，因而需要加大導(dǎo)柱的直徑，改善導(dǎo)柱受力狀況，故將4根導(dǎo)柱的直徑加大到30mm.推板件6的設(shè)計(jì)，四周單邊角度5度，用中走絲線切割加工。在后模板設(shè)計(jì)4支導(dǎo)柱，為推板導(dǎo)向，導(dǎo)柱的頭部設(shè)計(jì)戒指，為推板限位。尼龍扣11的固定，凡帶推板的模具，尼龍扣都要固定在底板7上，在推板6上避空。
深腔殼體的模具，模具的冷卻是很重要的。模具的溫度在很大程度上決定了冷卻時(shí)間，模具的冷卻系統(tǒng)需要均衡地帶走每一穴的熱量，使模具保持在容許的低溫狀態(tài)有利于縮短注塑周期。模具式樣書規(guī)定的注塑周期為35秒，需要減小流道的容積，做好冷卻水的平衡，才能縮短注塑周期。另外還需將型腔的溫度差維持在規(guī)定的范圍內(nèi)，達(dá)到冷卻速度平衡，成型性能良好，成型件尺寸穩(wěn)定，防止變形，物理性能良好和無(wú)外觀缺陷。使模具保持在適合于ABS注塑的溫度，則可以改善成型性能。
開模時(shí)，模具推板的頂出是通過拉板9的拉力來(lái)實(shí)現(xiàn)的，注塑機(jī)的頂出系統(tǒng)不需要?jiǎng)幼鳌?/p>
無(wú)頂針板模具的設(shè)計(jì)要點(diǎn):非標(biāo)模胚設(shè)計(jì)時(shí)，在必要時(shí)可以省去頂出系統(tǒng)的方鐵、頂針板，凡是無(wú)頂針板的模具，一定是可以通過設(shè)計(jì)頂針板來(lái)頂出。無(wú)頂針板模具，需要分析開模力的傳遞。這種模具設(shè)計(jì)可以在注塑機(jī)器的容模厚度不足時(shí)，解決問題，通常用來(lái)設(shè)計(jì)容器或者桶類模具。型腔深度較大，形狀又是封閉的，CNC加工難以加工到底，電火花加工開粗時(shí)要選擇較大的電流，以縮短電火花加工時(shí)間。
5.結(jié)束語(yǔ)
本套模具雖然沒有復(fù)雜的模具結(jié)構(gòu)，塑件看似結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是模具設(shè)計(jì)前需要仔細(xì)研讀產(chǎn)品，做出易于加工的模具設(shè)計(jì)，無(wú)頂針板的非標(biāo)模胚，在實(shí)際中有很多的應(yīng)用，需要加以總結(jié)。通過試模后的生產(chǎn)表明，模具設(shè)計(jì)合理，完全達(dá)到了式樣書的要求。試模后需要改進(jìn)的地方主要是流道的倒扣處是一個(gè)圓盤，機(jī)械手無(wú)法夾持，需要增加一段20長(zhǎng)的流道，便于機(jī)械手夾持。
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