定模四面抽芯的電瓶殼體的注塑模具設(shè)計

傅瑩龍 邵明朝

摘要：根據(jù)某款電瓶殼體內(nèi)部結(jié)構(gòu)深長，四周表面多側(cè)凸的結(jié)構(gòu)特點，用UG軟件設(shè)計了一副多點澆口的熱流道模具，分析了定模四滑塊脫模機構(gòu)的原理，動定模成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，優(yōu)化了澆注系統(tǒng)與冷卻系統(tǒng)的設(shè)計。實際量產(chǎn)后的產(chǎn)品尺寸結(jié)構(gòu)良好，無不良現(xiàn)象，模具滑塊工作穩(wěn)定，證明此結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)良，為類似模具結(jié)構(gòu)提供了有價值的參考。

關(guān)鍵詞：電瓶殼體四滑塊脫模機構(gòu)澆注系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)

前言

蓄電池的殼體是用來放置極板組和電解液的，具有耐熱、耐震、耐酸、絕緣性好等特點，其原材料要有一定的抗沖擊強度。以前生產(chǎn)的蓄電池大都采用硬橡膠殼體，近年來隨著工程塑料的迅速發(fā)展，都采用聚丙烯塑料殼體[1]。電池殼體的需求量較大，因此在注塑生產(chǎn)過程中要求自動化水平要高，以提高生產(chǎn)效率。本設(shè)計針對某款應用與移動基站的蓄電池殼體的模具進行了優(yōu)化設(shè)計，采用了多點式的熱流道技術(shù)，在保證能順利成型脫模的前提下，取消了模具的模腳，降低模具重量以及成本，對模具的四個滑塊機構(gòu)，動模型芯結(jié)構(gòu)以及冷卻系統(tǒng)等進行了分析設(shè)計[2]。

1塑件產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)工藝分析

如圖1所示為某蓄電池殼體的結(jié)構(gòu)圖，其四周外表面要求平整光潔，無明顯的氣孔，熔接痕等缺陷，殼體所用材料為改性的聚丙烯（PP）。由圖1可知產(chǎn)品的整體尺寸為306mm×171mm×167mm;最大壁厚在殼體的底部達到11mm，最小壁厚在加強筋處為2mm，產(chǎn)品整體壁厚相對比較均勻達到2.2mm;殼體四周有各種加強筋，內(nèi)部有5組深度達165mm的隔板結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)給塑料熔體的流動以及排氣帶來了一定的困難;在設(shè)計模具時，要充分考慮模具的脫模機構(gòu)、澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)以及冷卻系統(tǒng)的合理性[3]。

2模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析

2.1成型結(jié)構(gòu)的設(shè)計

主分型面將成型零件分為上下兩個模仁，由前面分析可知在定模仁處產(chǎn)品有外凸的結(jié)構(gòu)，一般無法直接脫模，因此將定模模仁設(shè)計成可滑動的四滑塊拼接結(jié)構(gòu)圖。其中動模拉鉤通過M12的螺釘與動模固定;當模具開模時，在四組拉鉤的作用下，四個滑塊分別沿著各自的工字導滑塊滑動，實現(xiàn)產(chǎn)品的側(cè)向脫模，開模到一定距離后滑塊拉鉤與動模拉鉤脫離;為防止滑塊工作超行程，因此在定模側(cè)設(shè)計有四組滑塊限位塊。同時為了縮短模具的研配時間，在滑塊背部都合理的布置著耐磨板。

動模模仁由5個鑲塊通過兩根M18X35mm的螺桿固定，在鑲塊的內(nèi)部用兩個φ20X310mm的定位銷定位，并且在鑲塊內(nèi)部的拼接處布置了排氣槽，這樣有利于塑件內(nèi)部成型時，能夠順利將空氣排出，不會造成產(chǎn)品缺料或燒焦等現(xiàn)象。

2.2模具的推出與復位機構(gòu)的設(shè)計

根據(jù)殼體零件的外觀及內(nèi)部特征，產(chǎn)品成型后對型芯的包緊力會比較大，如果采用常規(guī)的頂針推出，一方面容易將產(chǎn)品頂破，另一方面容易在產(chǎn)品底部留下痕跡;因此綜合考慮此殼體零件的推出機構(gòu)宜采用脫料板推出，脫料板通過4顆M16的螺釘與推桿固定連接;當模具開模完成后，與注塑機頂棍連接的推桿在推出液壓力的作用之下，推動脫料板將產(chǎn)品頂出，同時限位螺釘起到防止脫料板滑出導柱的作用，脫模后又在注塑機的頂棍作用下完成復位。

2.3模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計

在塑料產(chǎn)品的注塑生產(chǎn)過程中，冷卻時間占整個周期的比例最大，因此對模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)進行優(yōu)化，能夠提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率[4]。由于該產(chǎn)品平均壁厚較厚，表面積大，為了能減少產(chǎn)品的冷卻時間;在定模側(cè)的四個大滑塊分別設(shè)計了四組直徑為10mm的獨立水路，在定模模仁底部布置了兩條直徑也為10mm的水路，使的殼體的四周與底面能夠得到充分的冷卻如圖8所示;由于采用了脫料板的推出機構(gòu)，因此在動模側(cè)的脫料板設(shè)計了4條直徑為10mm的水路，為了能夠使由5塊獨立的鑲塊拼接成的動模模仁迅速的冷卻，在每個鑲塊內(nèi)部都布置了一條直徑為12mm的獨立水路。

3.模具的裝配圖及工作過程

模具的總裝圖如圖2所示，可以看出模具的整體結(jié)構(gòu)為兩板式單分型面結(jié)構(gòu)，采用多點式的熱流道系統(tǒng)，由于產(chǎn)品采用脫料板推出機構(gòu)以及推出距離較大，為了降低模具的高度與成本，去掉了非必要的零件模腳，整體尺寸為750mm×620mm×590mm，屬于中大型注塑模具。由專業(yè)制造模架的公司提供模架，可以縮短制模周期，在底板跟推件板四周需加裝精定位塊，有利于脫料板復位時的定位。

模具的工作過程如下：首先將改性的PP原料與黑色的色母充分混合裝入注塑機的料斗，將料筒加熱到指定的溫度，將注塑機的噴嘴對準熱流道的澆口套，在注塑壓力的作用下高溫塑料熔體流過熱流道板，再通過熱流道的點澆口進入模具型腔，待塑料熔體充滿整個型腔，這時注塑壓力轉(zhuǎn)換為保壓壓力;待冷卻時間到后，注塑機開模取出產(chǎn)品，最后合模進行下一次的成型。

4.結(jié)論

根據(jù)電瓶殼體內(nèi)部結(jié)構(gòu)深長，外部四周多側(cè)凸多加強筋的結(jié)構(gòu)特征，設(shè)計了一副一模一腔的單分型面模具，采用多點式的熱流道澆注系統(tǒng)。1）側(cè)壁結(jié)構(gòu)在定模側(cè)采用四個大滑塊結(jié)構(gòu)抽芯，滿足塑件的成型要求，能夠使產(chǎn)品順利脫模。2）為了避免產(chǎn)品內(nèi)部填充不滿以及排氣的問題，采用了七點式的熱流道澆注系統(tǒng)，并在每個模仁鑲塊中開設(shè)了排氣槽，有利于產(chǎn)品成型時空氣的順利排出。3）針對模具的結(jié)構(gòu)，對冷卻水路進行了精確的計算與模擬，使產(chǎn)品成型后尺寸穩(wěn)定，符合要求。4）運用UG分模設(shè)計，產(chǎn)品數(shù)據(jù)化分析更加準確，對整副模具的合理綜合設(shè)計，模具實際大批量投產(chǎn)后，電瓶盒體生產(chǎn)順利，尺寸結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，生產(chǎn)效率較高，為結(jié)構(gòu)類似產(chǎn)品的模具設(shè)計提供了很好的參考。

參考文獻

[1]楊志紅，海爭平.電動汽車電池蓋多面及雙層滑塊脫模機構(gòu)注塑模設(shè)計[J].塑料，2017，46（2）：98-101.

[2]許傲，黃力.醫(yī)用接插頭前模四面抽芯脫模注塑模具設(shè)計[J].塑料.2017，46（2）：110-113

[3]楊素華，肖國華，卞平.軸套蓋內(nèi)環(huán)槽抽芯機構(gòu)及注塑模具結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].中國塑料，2017，31（11）;130-136。