介紹航空用透明塑膠杯的模具結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)特點(diǎn)與分析、材料選用和脫模方式, 還簡(jiǎn)單介紹了關(guān)鍵部件的制造工藝要求。

1 引言
薄壁塑膠杯由于重量輕、方便攜帶、環(huán)保、成本低,應(yīng)用范圍覆蓋各個(gè)領(lǐng)域。如容器、飲水杯都廣泛采用薄壁塑膠杯來(lái)代替。薄壁塑膠杯的生產(chǎn)制作,都是通過(guò)注射模的設(shè)計(jì)和制造, 最后在注射機(jī)上注射來(lái)實(shí)現(xiàn)。但薄壁塑膠杯的模具設(shè)計(jì)和制造一般較困難, 所以它的模具設(shè)計(jì)和制造以及注射工藝往往有許多技術(shù)問(wèn)題值得探討。

2 塑件工藝分析
圖1 所示薄壁塑膠杯為航空公司的航空飲水杯。該杯的壁厚為0. 46mm ,口徑為Ф82. 00mm ,高度為78. 08mm。該杯口徑大底徑小,而口徑與底徑又有適當(dāng)圓弧過(guò)渡形成, 利于膠件脫模。杯的四周壁厚均勻?qū)ΨQ(chēng), 其重量不超過(guò)10g , 在內(nèi)側(cè)底部有4條加強(qiáng)筋, 底部是凹凸形狀。材料采用PC , 收縮率0. 5 %。

3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析
模具結(jié)構(gòu)如圖2 所示,其特點(diǎn)如下:
(1) 采用MASTIP 熱流道系統(tǒng),并設(shè)計(jì)成一模4 腔,其優(yōu)點(diǎn)為: ①熔體熱量分布平衡均一,產(chǎn)品注射周期短, 產(chǎn)品成型性穩(wěn)定; ② 換色時(shí)間短, 換色能力極佳; ③極佳的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),合理地選用H13 鋼;④?chē)娮斓淖煨炯白祛^可更換, 保證制品更精密, 質(zhì)量更易控制。
(2) 克服產(chǎn)品偏心的設(shè)計(jì)措施。將模芯設(shè)計(jì)成活動(dòng)塊, 調(diào)整位置方便, 不但節(jié)省材料費(fèi)還可保證前、后模中心位置一致。模內(nèi)螺釘采用彈簧墊圈防松, 拆卸時(shí)靈活方便。因該模需要溫模注射, 待上、下模溫度穩(wěn)定時(shí), 再將內(nèi)模收緊, 以確保上、下內(nèi)模自動(dòng)移位找正中心。
(3) 采用氣動(dòng)系統(tǒng)吹出產(chǎn)品。為避免產(chǎn)品頂裂、變形, 先讓推板頂出一部分后再吹, 有利于氣體吹出,從而使產(chǎn)品懸浮脫離模芯自動(dòng)掉落。
(4) 模具材料。塑膠杯是透明件,模具型腔鑲件采用H13 鋼料,拋光性及耐熱性均較好,注意使上、下模材料與鑲件材料熱膨脹接近, 以便降低產(chǎn)品變形的機(jī)會(huì)。
(5) 注射成型。①因在注射過(guò)程中澆口部位若散熱過(guò)慢, 溫度過(guò)高, 會(huì)導(dǎo)致澆口剪切不平整, 從而產(chǎn)生拖絲。故需在該部位附近加設(shè)冷卻水道, 從而達(dá)到降低澆口附近溫度, 避免拖絲。②由于注射時(shí)壓力高, 速度要快, 塑料分子被過(guò)度拉長(zhǎng), 在頂出時(shí)使分子鏈斷裂造成產(chǎn)品爆裂, 故降低注射速度及壓力并增高模具溫度及澆口口徑。
(6) 模具工作過(guò)程。當(dāng)熱流道系統(tǒng)注滿(mǎn)模具型腔后, 前、后模分開(kāi), 推塊先推出產(chǎn)品, 再通過(guò)氣動(dòng)系統(tǒng)吹出產(chǎn)品。
(7) 經(jīng)濟(jì)效益。由于采用熱流道及氣動(dòng)吹出系統(tǒng), 故模具成本偏高, 但從長(zhǎng)遠(yuǎn)利益看, 該模具注射周期短, 沒(méi)有澆口凝料, 成型性穩(wěn)定(注射周期比普通結(jié)構(gòu)短6～7s) , 注射成本低, 且可適用于大批量生產(chǎn), 預(yù)計(jì)模具壽命可達(dá)250 萬(wàn)次。由此可見(jiàn)維修量小, 經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)普通選材, 這也體現(xiàn)了模具設(shè)計(jì)的合理性

1. 模架 2. 支撐柱 3. 限位塊 4. 膠圈 5. 通水鑲件 6. 上模鑲件 7. 噴嘴 8.流道組件 9. 法蘭 10、12. 鑲件 11. 上模 13. 推板 14. 下模

4 模具主要零件的制造
該杯的型腔組成部分為上模11 和杯的下模14(圖2) 是模具制造過(guò)程中最重要的零件。該下模型芯和上模型腔的加工直接決定模具的成功與失敗。所以它們的加工必須在數(shù)控加工中心上加工成形。
首先在加工中心上安裝好杯件型腔鑲件、杯件型芯各4 件, 經(jīng)過(guò)粗加工后, 再精加工, 精加工時(shí)機(jī)床主軸坐標(biāo)參數(shù)不能變動(dòng), 要手動(dòng)裝刀, 不能卸刀, 采用一次裝夾加工的方法將工件加工成形。
5 結(jié)束語(yǔ)
薄壁注射模的設(shè)計(jì)要點(diǎn)是射膠流程范圍的計(jì)算,不但要考慮塑料收縮率,還要考慮壁厚不均勻的問(wèn)題。而型腔、型芯的制造工藝方法是整個(gè)模具的核心,直接影響模具制造的周期、成本以及塑件的質(zhì)量。利用加工中心加工型腔、型芯是一種簡(jiǎn)單、實(shí)用、快速、高效的工藝方法。

4 模具主要零件的制造
該杯的型腔組成部分為上模11 和杯的下模14(圖2) 是模具制造過(guò)程中最重要的零件。該下模型芯和上模型腔的加工直接決定模具的成功與失敗。所以它們的加工必須在數(shù)控加工中心上加工成形。
首先在加工中心上安裝好杯件型腔鑲件、杯件型芯各4 件, 經(jīng)過(guò)粗加工后, 再精加工, 精加工時(shí)機(jī)床主軸坐標(biāo)參數(shù)不能變動(dòng), 要手動(dòng)裝刀, 不能卸刀, 采用一次裝夾加工的方法將工件加工成形。
5 結(jié)束語(yǔ)
薄壁注射模的設(shè)計(jì)要點(diǎn)是射膠流程范圍的計(jì)算,不但要考慮塑料收縮率,還要考慮壁厚不均勻的問(wèn)題。而型腔、型芯的制造工藝方法是整個(gè)模具的核心,直接影響模具制造的周期、成本以及塑件的質(zhì)量。利用加工中心加工型腔、型芯是一種簡(jiǎn)單、實(shí)用、快速、高效的工藝方法。