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1、电动工具筒体的注塑模设计叶 东X摘 要 本文介绍了手提式电动工具筒体注射模的结构,特别是斜导槽侧向抽芯机构在大型侧型芯和长距离抽芯上的应用及一些改进的措施和方法。关键词 斜导滑槽 抽芯机构 注塑模 筒体1 塑件分析 图1所示,电动工具筒体是手提式电动铲刮工具上最重要的结构零件,材料为ABS塑料。筒体内 部用于安装电机的定子和转子,22孔用于安装转子轴承,后半部的一些结构,用于安装线路板、 电子元 件和开关等。整个零件结构比较复杂。有些尺寸精度要求也较高。分析产品结构后认为,本模具设计的难点在于筒身侧抽芯的长度很长,侧型芯直径较大。 筒体后部还有一处用于安装筒盖的小孔(5) ,也需要侧抽芯成型。
2、图1 筒体产品图 2 模具设计211 分型面和浇注系统的设计 通过对产品结构的分析,我们认为本模具应当采用一模一腔进行成型。由于筒体内外结构大致上321999年第4期 (总第16期)桂林航天工业高等专科学校学报 设计与分析X叶 东 桂林航天工业高等专科学校 机械工程系 讲师 541004 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.图2 传统斜导槽结构对称,因此,分型面从直径的最大处对半分型。浇注系统采用主流道 直接进料方式,浇口(图2)所示设置在此处主要考虑模具成型时,成 型压力不要偏载太大;另
3、外,塑料成型的流动阻力较小,去除浇口容 易,此处盖上筒盖后不会影响使用的外观。212 模具结构设计21211 动、 定模的结构 由于产品的结构较复杂,有很多的圆柱体、 方孔、 细槽、 凸台等。 型腔如采用整体式结构,对于模具制造来说有一定的困难。因为这 些小结构不能用机加工的方法进行,只能用电脉冲加工,而这些地方 抛光就很困难。另一方面,用户需要的产量不大,对模具的寿命要求不高,模具的价格也不高,就制造成本而言不是很经济。 因此,筒体后部的动、 定模结构采用镶块结构,便于加工、 抛光和 装配。筒身部分型腔采用哈呋对开结构,为了能用车削加工的方法加工哈呋型腔,商标槽(1857两 处)采用哈呋型腔
4、上加工长方槽再镶块的方法成型。 主侧抽芯型芯,由于结构复杂,并且要包括导滑部分,因此很长(342mm)。为了便于加工,型芯成型部分和导划部分分成两个零件,加工之后再连接在一起。21212 抽芯机构的设计 对于塑件的长距离抽芯,我们可以采用齿轮齿条、 液压、 斜导槽等侧抽芯方式。综合各方面的因素, 最后我选择了斜导槽侧抽芯方式作为筒身的抽芯机构。因为,齿轮齿条抽芯机构对于制造和装配都要 求较高;一但某些环节处理不好,使用时,开合模过程中齿轮齿条时常出现咬死、 拉伤、 挤伤现象,用户不同意选用。而液压抽芯机构,由于须配置液压缸,连结液压回路,相比而言较麻烦、 成本较高,也不宜采 用。图3 模具结构
5、简图但是,传统的斜导槽侧抽芯机构(如图2所示)有些方面不太适合本模具的具体情况,因此,在设计时做了如下一些改进:11 传统的斜导槽尾部是开口的, 这主要是受开模行程的限制,一般的 模具所需开模行程远大于斜导槽的长 度,因而,必须开口,这样一来斜导槽的强度和刚度就不好。如果抽芯距较 小、 抽芯力不大,它的影响可以忽视。 而本零件由于型芯较大、 较重,型 芯上成型的结构复杂,抽芯距较长,因 此,所需的脱模抽芯力很大(由于脱模抽芯力计算比较复杂,占用篇幅较多, 本文不在此计算)。那么,斜导槽尾部 的开口对强度和刚度的影响就必须在 设计时给予考虑和重视。因为抽芯行 程的末段,悬臂很长,一点很小的力就会
6、产生较大的弯矩。要满足斜导槽强 度和刚度,就必须将它做成非常大的尺寸;这样模具既大也笨重,而且不经济,这显然是不行的。4219994(总第16期) 桂林航天工业高等专科学校学报 叶 东/文 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.在认真地分析和计算之后,发现,本模具如要满足抽芯的需要,斜导槽的长度很长,开模时,当滑销 运动到斜导槽末端,这时的开模距离足以满足零件顶出的需要。因此,在结构设计上,将斜导槽末端设 计成封闭式结构(如图3所示)。这样一来,就可以大大地增强斜导槽开模运行时的刚度和强度,
7、零件的 尺寸也可减少许多;同时,在模具开模抽芯的过程中,斜导槽始终保持平稳的运动,不变形、 不开叉。图4 导滑销改进图11 导销 21 斜导槽 31 滚动套41 档圈 51 扁螺母 61 侧型芯21 另一处与传统结构不同的地方,是在本模具的滑销结构上作了一些改进。传统的滑销如图2。在使用中我们发现,虽然这种结构是一个圆柱 体,但在模具开合时,基本上是滑动而并不是转动 前进,而我们都知道,物体运动时,滑动摩擦系数 要比滚动摩擦系数大得多,因此,滑销运动时极易将滑槽擦伤。当我们改用如图4所示的结构后, 滚动套与滑销之间的关系相当于一套滑动轴承, 在开合模时滚动套滚动前进,于是,摩擦力就小得 多,模
8、具的开合也变得省力和顺畅。 同时,为使滑销组件得到润滑,在滚动套中开设了储油槽,使用前必须加一些润滑脂。 3 设计斜导槽应注意的几个问题311 导滑槽应分为三段,第一段25,第2 段20,第3段40 。因为刚开始抽芯时抽芯力较大,而一旦侧型芯与塑件松动,以后的抽芯力就比较小 了,到侧型芯抽出一段后,由于型芯有脱模斜度,塑件与对型芯基本上没有包紧力。运动时,只须克服侧型芯与导滑槽间的摩擦力。312 在几段斜度不同的折弯处,应设计成圆角过渡,并且折弯处的圆角半径必须大于滚动套的外 圆半径。这样,一方面可避免应力集中,增强了材料的强度,另一方面也使滑销在通过转换时运动平稳、 流畅。313 锁紧楔的倾
9、斜角度应大于斜导槽1、2段的斜度,这样在开模时,才可避免楔紧块影响斜导槽对滑块的运动。 4 结束语 该模具经批量生产证明,因滑块在开合模的过程中始终不离开斜导槽,运动平稳,动作可靠,操作方 便,并且其结构简单,制造和装配容易,模具体积较小,经济性较好。因此,在以后的实践中,我们常采用 此种结构设计中、 长距离抽芯的塑料模。(上接第12页)从计算结果可以看出:在行程速比系数相同的前提下,随着给定的最小传动角min的逐渐增大,曲 柄滑块机构的曲柄长度与行程的比值逐渐增大;而连杆长度、 偏心距与行程的比值逐渐减小。 在工程实际设计曲柄连杆机构时,一般先给定机构的行程,在根据对机构性能的要求给出最小传
10、动 角和行程速比系数,再使用本文编制计算机辅助设计的程序,完成机构的设计。本文的方法和程序可供 工程技术人员在设计中参考和使用。参 考 文 献 王知行 1 李瑰贤 1 机械原理电算程序设计 1 哈尔滨工业大学出版社,1992(2) 华大年 1 华志宏 1 吕静平等 1 连杆机构设计 1 上海科技出版社,1995(10) 王国彪 1 机械优化设计方法微机程序与应用 1 机械工业出版社,1994(1)5219994(总第16期) 桂林航天工业高等专科学校学报 叶 东/文 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
