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内外抽芯式背椅模具设计

【摘要】本设计通过分析国内外塑料扶手椅模具各种抽芯方式,研制内外抽芯机构,实现多部位多方向顺序抽芯运动。采用模具恒温控制技术,通过模具冷却水通道的独特设计实现模具冷却均匀充分,确保成型质量,减少材料损耗、提高产品质量稳定性和生产效率、大幅度降低生产成本。

【关键词】一次性注塑成型;内外抽芯机构;恒温控制;顶出系统

1前言

扶手椅是有扶手的背靠椅的统称,背景技术塑料椅一般为一次性成型,具有加工速度快,耐雨淋、日晒,清洗方便,可以回收等特点,被广泛应用于旅游景区、沙滩、饭店、会议室和家庭等。但现有塑料椅通常为吹塑成型,没有扶手,存在着式样简单,不美观,坐着不舒适,牢度差,使用寿命短等缺点。本设计的目的是为了克服已有技术的缺点,提供一种注塑成型,带扶手,式样美观,各连接处强度好,牢固耐用的一次性注塑成型的新型仿木制空心脚带扶手塑料椅。

2内外抽芯式背椅模具设计

按照产品的要求针对此产品研究设计出一套模具,从提供的背椅来看,腿呈封闭状,在很大程度上增强了坐椅的美观和承受力,但对模具结构的设计提高了难度,首先是抽芯结构的设计,由于腿是张开的,有一定的斜度,要求设计出朝四个不同方向的抽芯机构,因此合理的设计多方向抽芯机构,成功实现脱模是本设计的关键。其次是流道系统设计,冷却系统合理设计等均影响产品质量和美观。

2.1流道系统设计

2.1.1流道设计

流道的大小及表面粗糙度也是影响产品质量的重要因素。流道的总重一般约占产品重量的20%~50%,大产品一般取比率较低,同时其大小向标准刀具靠拢。

2.1.2水口设计

以扇形流口和护耳式流口为主,同时,为了防止喷痕的出现,流道采用S形。扇形流口的角度和宽度与产品的长宽比有很大的关系,一般宽度取入水边边长的1/25~1/10为宜。护耳式流口压力损失较大,对于胶位不均匀的背椅模比较适合。

2.1.3其它

对于大透明件,由于受重力作用,上下走胶的难易程度稍有差异,可通过调整水口深度的办法加以实际调整。

2.2冷却系统设计

模温系统也是调整产品翘曲的主要措施,由于大件注射时各部分产生内应力将导致产品变形,通过模温系统将翘曲侧的模温升高,人为改变产品的冷却顺序,通过冷却来抵消变形。

2.3顶出系统

抽芯机构是利用液体的压力,通过油缸活塞及控制系统,实现侧向分型成抽芯,其优点是根据脱模力的大小和抽芯距的长短来选取液压装置,因此能得到较大的脱模力和较长的抽芯距;由于使用高压液体为动力,传递平稳。另外,它的分型、抽芯不受开模时间和顶出时间的限制。其缺点是增加了操作工序,同时还要有整套的抽芯液压装置,增加了成本。(1)液压缸通过固定板固定于固定板,油缸的活塞杆与侧抽芯连接。开模时,油缸通过活塞杆的往复动力实现抽芯和复位;(2)液压抽芯的抽拔力=(1.3~1.5)×抽芯阻力;(3)液压抽芯的抽拔方尽量设计在模具的上方,如果其侧面需要液压缸抽芯,模具在注射机上装配时也要将有液压缸模具侧面装在上方;(4)液压缸活塞杆的行程至少大于制品应抽芯的长度加5~10mm;(5)这种结构不能加斜导柱,但必须加锁紧块锁紧。

2.4排气系统

透明料大多是中高粘度的胶料,因此,透明件的排气系统必须特定制作,宽度据产品的大小取8~20mm(开于最后填充处)。

2.5冷却系统

冷却系统是保证浇件外观和生产周期的重要条件,模温升高时,产品的透明度好但同时成型时的冷却时间也随之而加长,产品的冷却管道侧壁到型腔边缘的实际距离不小于8~10mm。管道的连接方式有串接和并接两种。

2.6射出成型

透明胶件对注塑参数要求十分高,尤其是料温、压力、料速等参数,常见的缺陷有:喷痕、气纹、缩水、汽泡、爆裂。必须观察喷痕所处的位置,控制料流方向,切勿使料流先冲向型腔的表面再反射到其它地方。对于远水口处和缩水必须加快填充速度和熔胶背压来完成,保证胶料能快速密实的填充远水口处的型腔。爆裂是PC材料的劣根性之所在,解决顶爆应配合入水位置的选取,保证胶料充模后不会产生太大的内应力,即保证各处的粘模力相当;其次是合理排布顶出组件,以保证产品均匀、平稳地出模。本设计提供了一次性注塑成型的新型仿木制空心脚扶手椅模具设计实例,包括有相互模合的前模、后模,并由钢质材料做成(如:瑞典一胜百的S136,Wc=0.37%,Wcr=13.6%),可有效抵抗PC的腐蚀性、腐损性;其中,前模正面设有(背椅)前模腔和大水口,所述大水口为扇形流口和护耳式流口,并通过防止喷痕的S形流道与进胶口相连通,大水口位于前模腔中,供胶料注射到模具内的成型模腔里,并位于背椅座面底部位置的前模腔上,即使产品为透明件也不易察觉到进胶点,产品更美观,且也有利于进胶和模具加工;后模正面设有(背椅)后模腔,当前模和后模模合时,前模腔秘后模腔连通,形成背椅成型模腔,该成型模腔深度为3mm~4mm,即背椅产品的厚度为3mm~4mm。另外,在前模和后模模合处还设有与成型模腔连通的排气通道,主要用于在胶料填充至成型模腔时,将成型模腔内空气从排气通道排出,保证胶料的快速、完整的填充;而且根据产品的大小,排气通道的宽度应为8mm~20mm,并设于成型模腔内最后填充处,可有效避免填充过程中排气通道被中高粘度的透明胶料粘住、堵塞,无法排气,影响填充效果,影响产品质量。所述前模和后模腔内部还设有水路,水路设置在成型模腔(即前模腔和后模腔)四周,并与水泵连接,该水泵供给冷却水在水路内流动,形成本模具的冷却系统,而且水路与邻近的成型模腔腔壁之间的距离为8mm~10mm,有效快速对成型模腔内的胶料进行冷却、定型,保证浇件外观质量和生产周期,不会因升高模温,提高产品的透明度而增加了冷却时间。所述水路的边接方式可为串接、并接或者串并混接。另外,后模上还设有顶出机构,包括有顶块、顶杆、顶棍和顶出驱动器,所述顶块、顶杆、顶棍与顶出驱动器连接,且分布在后模腔四周;并且相邻顶杆之间的间距为80mm~100mm。所述后模上还设有内抽芯机构,包括有油缸和滑块组件,该油缸为液压油缸,根据脱模力的大小和抽芯距的长短来进行选取,保证能够得到较大的脱模力和较长的抽芯距,油缸通过固定板固定在后模上。滑块组件设于后模腔下方,包括有第一滑块、第二滑块、第三滑块、第四滑块和第五滑块;其中,第一滑块设有卡口,油缸的活塞杆上设有卡扣,并卡接在卡口内,第一滑块左右两侧还设有滑轨,滑轨末端向中间弯曲,第二滑块和第三滑块底面分别设有滑槽,所述滑槽卡在滑轨末端上,第二滑块和第三滑块滑动接连在第一滑块左右两侧;第四滑块和第五滑块的底面(即与第二滑块和第三滑块连接的一侧表面)分别设有凹陷滑腔和导向滑轨,第二滑块和第三滑块上表面还分别设有导向凸起部,所述导向凸起部分别设于凹陷滑腔内。工作时,首先,油缸向外运动收缩活塞杆,并带动第一滑块向外作抽出运动,滑轨末端从第二滑块和第三滑块的滑槽内逐渐滑出,同时带动导向凸起部在凹陷滑腔内滑动,使第二滑块和第三滑块从两侧向中间靠拢;然后,滑轨末端滑出滑槽后在导向滑轨的作用下,使第四滑块和第五滑块分别从两侧向中间靠拢;反之,则使第四滑块和第五滑块向左右两侧靠拢。这样,通过该内抽芯机构即可开模时油缸伸缩活塞杆的往复动力实现内抽芯和复位,而且采用侧向分型成抽芯,分型、抽芯不受开模时间和顶出时间的限制,加上该内抽芯机构是使用高压液体为动力,传递更平稳,内抽芯动作更稳定,脱模更顺利、简单,能一次性注塑成型仿木制空心脚扶手椅产品。通过上述主要技术方案,通过其内抽芯机构即可开模时油缸伸缩活塞杆的往复动力实现内抽芯和复位,而且采用侧向分型成抽芯,分型、抽芯不受开模时间和顶出时间的限制,加上该内抽芯机构是使用高压液体为动力,传递更平稳,内抽芯动作更稳定,使脱模更顺利、简单,其终端产品不会出现倒扣现象,外观漂亮、时髦新潮、坚固耐用又卫生环保。

3结论

精密注塑技术是塑料扶手椅零部件的主要和关键生产技术,而精密注塑模具的设计是这项生产技术的主要部分,合理地设计精密注塑模具是获得精密制品的基础和必要前提。通过合理地确定模具的尺寸与公差、采取防止注塑制品产生收缩率误差、注塑变形、脱模变形、溢边等,以及确保模具精度等技术措施,并采用正确的精密注塑工艺、适用的工程塑料材料和精密的注塑设备,使之达到最佳的匹配,对于提高一次性注塑成型的新型仿木制空心脚扶手椅精密塑料件的质量、可靠性和性能,降低生产成本,提高生产效率具有十分重要的意义。

参考文献

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作者:陈树钦 魏协奔 单位:揭阳市大立模具厂有限公司 揭阳职业技术学院

 

  发布时间:2017/8/3 15:47:58  阅读人次