盤形碟狀線束固定卡扣注射模設(shè)計(jì)

張平，孟玉喜

（1.南通友星機(jī)電工業(yè)有限公司，江蘇南通226000；2.南通開放大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，江蘇南通226006）

1 引言

時(shí)代在進(jìn)步，科技在發(fā)展，生活中使用的各類塑件也在不停的更新?lián)Q代，為我們的生活提供更多的便利。汽車領(lǐng)域的發(fā)展用到了越來越多的各種固定卡扣、線扣類塑件，從發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、車身到電氣設(shè)備的每個(gè)部分都存在大量的高壓、低壓線束，制動(dòng)管以及液壓管，這些線束、線管需要根據(jù)汽車線束三維走向分門別類的固定處理好，而汽車線束三維走向的控制主要是線束上的固定點(diǎn)控制和固定方式的確定，良好的固定方式選用是線束布置可靠性的前提，對(duì)汽車線束路徑控制起著非常大的作用。

2 成型工藝分析

圖1所示為一款汽車線束中用量比較大的固定卡扣，上下對(duì)稱，材料為黑色PA66，卡扣頭部（左部）有一20.8×16.0×2.6mm長盤形蝶狀的小盤，在卡扣裝入鈑金孔后，小盤始終緊貼在鈑金表平面，利用自身的彈性使得卡扣和鈑金緊緊無間隙相連，可有效減少汽車行駛過程中的噪聲。14.5mm、15.1mm和15.7mm的階梯尺寸為卡扣卡齒的工作尺寸，卡扣右部板條形7.8×3.4mm的尺寸為捆綁部位，導(dǎo)線與其通過膠帶扎為一體，安裝到汽車鈑金上預(yù)設(shè)的固定點(diǎn)，從而起到固定線束的作用，最右端的9.8×1.8mm的小凸臺(tái)起防滑防脫落作用。同時(shí)，通過卡扣還可將線束與其他零部件進(jìn)行隔開，保持一定的間隙，防止相互運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致磨損。

3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

該類塑件的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包含塑件的排布、動(dòng)定模大鑲塊、澆口、關(guān)鍵小型芯、模架結(jié)構(gòu)的確定等幾個(gè)方面。

3.1 塑件的排布

塑件在模具中的排布狀況取決于分型面和澆口的位置、塑件的批量、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等主要因素。由圖1可知，塑件上下呈對(duì)稱關(guān)系，所以分型面就取在中心位置處即主視圖中高度尺寸7.8mm的一半處；卡扣右部板條形的模具成型型腔可直接通過電火花實(shí)現(xiàn)，沒有小型芯，因而該部型腔暢通利于熔融塑料的流道，因此將澆口位置設(shè)置于卡扣最右端較為合適；卡扣塑件的需求量比較大，排布過少不經(jīng)濟(jì)，排布過多則模具外形結(jié)構(gòu)尺寸增大，因而設(shè)計(jì)成1模8腔比較適中?；谝陨蠋c(diǎn)的思考，初步排布設(shè)計(jì)如圖2a所示的中心對(duì)稱排布?？紤]到卡扣頭部形狀比較復(fù)雜，尺寸有一定的精度要求，不可能直接將型腔加工在模板上，而必須設(shè)計(jì)成鑲塊式的結(jié)構(gòu)形式，這樣一來，1號(hào)塑件的頭部鑲塊尺寸勢(shì)必要向下延伸，而8號(hào)塑件的頭部鑲塊尺寸則要向上延伸，造成整體大鑲塊的外形尺寸變大，模架尺寸也自然變大。為了克服這個(gè)弊端，在圖2a的基礎(chǔ)上，需將1～4號(hào)塑件向上移動(dòng)，而5～8號(hào)塑件向下移動(dòng)，從而使模具結(jié)構(gòu)更加緊湊；由圖1仰視圖和俯視圖可見，卡扣頭部比右端板條部凸出11.08mm，兼顧到頭部鑲塊的尺寸，故最終設(shè)計(jì)成如圖2b所示的將1～4號(hào)塑件向上移動(dòng)5.1mm，5～8號(hào)塑件向下移動(dòng)5.1mm的錯(cuò)位排布形式，即37.3mm的尺寸調(diào)整設(shè)計(jì)為32.2mm。

圖1 固定卡扣塑件圖

圖2 塑件的排布

3.2 定、動(dòng)模大鑲塊設(shè)計(jì)

定、動(dòng)模大鑲塊的設(shè)計(jì)根據(jù)塑件的排布尺寸進(jìn)行，大鑲塊的外形尺寸為180.0×120.0×30.0mm，設(shè)有6個(gè)螺釘固定過孔，用以與上定模座和動(dòng)模墊板之間的固定，卡扣右部部分板條形的型腔直接設(shè)計(jì)在大鑲塊上。定模大鑲塊的十字中心位置處為φ12.0mm澆口套孔，分模面上設(shè)有寬4.2mm的平衡式分流道，型孔的背面設(shè)有固定型芯用的4.0×8.0×0.5mm掛臺(tái)讓位槽；動(dòng)模大鑲塊的十字中心位置處為φ8.0mm拉料釘孔，分流道及背面掛臺(tái)讓位槽的設(shè)計(jì)與定模大鑲塊一致，每個(gè)塑件靠近澆口處的分流道上設(shè)有φ2.0mm的小圓頂桿孔，定、動(dòng)模大鑲塊設(shè)計(jì)如圖3所示。

圖3 定、動(dòng)模大鑲塊

3.3 定、動(dòng)模型芯設(shè)計(jì)

型芯設(shè)計(jì)主要包含長盤形蝶狀的小盤、階梯卡齒和板條的成型型芯設(shè)計(jì)。

3.3.1 定、動(dòng)模型芯Ⅰ設(shè)計(jì)

型芯Ⅰ的外形尺寸64.0×7.17×30.0mm，其上主要有長盤形蝶狀的小盤成型和部分板條的成型，小盤型腔外形以R8.12mm的半圓連接，基本尺寸21.11×8.12×2.62mm，背面有2個(gè)0.5×4.0mm的固定用掛臺(tái)；動(dòng)模型芯Ⅰ比定模型芯Ⅰ要復(fù)雜，在定模的基礎(chǔ)上增設(shè)了3個(gè)1.3×4.0mm的頂片孔和澆口，澆口設(shè)計(jì)為潛伏式，潛伏斜度為45°，澆口錐度25°，澆口尺寸為φ0.7mm，定、動(dòng)模型芯Ⅰ設(shè)計(jì)如圖4所示。

圖4 定、動(dòng)模型芯Ⅰ

3.3.2 定、動(dòng)模型芯Ⅱ設(shè)計(jì)

定、動(dòng)模型芯Ⅱ的外形尺寸28.0×14.06×30.0mm，固定掛臺(tái)4.0×0.5mm，階梯卡齒、型芯上用于成型塑件小盤內(nèi)側(cè)的R凸包（2.05×8.12）均通過電極直接電火花加工得到，R凸包火花成型后需進(jìn)行拋光處理，要求表面粗糙度值Ra0.4μm；不同處在于，動(dòng)模型芯Ⅱ上增設(shè)了2.8×1.6mm的頂片孔，根據(jù)塑件要求，并在凸包側(cè)設(shè)有一對(duì)3.3×6.8mm的槽孔，并配上一對(duì)相應(yīng)的小芯（即圖5中的c、d），值得注意的是，動(dòng)模型芯Ⅱ需裝配好一對(duì)小芯后，再一起電火花加工R凸包。定動(dòng)模型芯Ⅱ設(shè)計(jì)如圖5所示。

圖5 定、動(dòng)模型芯Ⅱ

3.4 卡齒電極設(shè)計(jì)

電極材料選擇電加工性能極好的紫銅，卡齒電極設(shè)計(jì)時(shí)首先要考慮注塑成型后卡齒的彈性縮變對(duì)工作尺寸的影響，故其階梯卡齒需繞內(nèi)側(cè)根部R0.25mm的圓心向外旋轉(zhuǎn)3°~5°，使卡齒的最大尺寸增大0.4~0.5mm左右（即圖6中的尺寸17.79mm），利用增大值彌補(bǔ)縮變量；其次電極的兩頭均可加工修正相應(yīng)的R角，兩頭使用節(jié)約成本。電極的外形尺寸17.79×12.24×30.0mm，電極所配護(hù)套外形尺寸26.00×22.00×15.0mm?？X電極設(shè)計(jì)如圖6所示。圖6中的電極尺寸為型腔尺寸，實(shí)際線切割加工編程時(shí)需按圖尺寸減掉放電間隙。

圖6 卡齒電極設(shè)計(jì)

4 模具工作過程

模具工作過程：注塑機(jī)合模工作后，熔融塑料耐高溫PA66通過注塑機(jī)噴嘴進(jìn)入模具的澆口套16，并通過分流道和澆口進(jìn)入模具型腔，經(jīng)保溫保壓冷卻后，注塑機(jī)進(jìn)行開模動(dòng)作。定模板10跟動(dòng)模板9在A-A處分型打開，因塑件定、動(dòng)模之間抱緊力的差異（拋光獲得不同Ra值實(shí)現(xiàn)）及澆道拉桿22的作用，使得澆道廢料和塑件全部留在動(dòng)模，開模結(jié)束后，注塑機(jī)頂出系統(tǒng)開始工作，固定在小固定板6上的小圓頂桿25和頂片23、26的共同作用頂出塑件，拉料桿22頂出澆道料，塑件和澆道廢料同時(shí)被頂出，8只塑件自然落下，機(jī)械手隨即取走澆道廢料，模具一個(gè)工作回合結(jié)束。模具總裝配簡圖如圖7所示。

圖7 模具總裝配簡圖

5 結(jié)束語

通過對(duì)一款盤形碟狀線束固定卡扣的注射模具設(shè)計(jì)，靈活運(yùn)用1模8腔錯(cuò)位排布的方案，使得模具結(jié)構(gòu)緊湊，為解決卡齒易縮變的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)卡齒電極的齒部進(jìn)行了局部旋轉(zhuǎn)增大設(shè)計(jì)，利用增大值有效彌補(bǔ)了卡齒成型后的縮變量，從而保證了塑件的合格品率。