連接器在汽車(chē)、計(jì)算機(jī)以及電子通訊職業(yè)中,使用塑料連接器是非常遍及的。與普通塑件相比,汽車(chē)連接器具有以下特色。
(1)壁厚尺度小,一般只有0.4~0.8mm。
(2)內(nèi)外結(jié)構(gòu)雜亂,尤其是插針孔多,并且很密、很小,孔與孔間隔有的僅0.5~1mm。
(3)脫模斜度小,尺度精度高,公役等級(jí)達(dá)MT1~MT2。
1塑件結(jié)構(gòu)分析
圖1所示為汽車(chē)連接器,材質(zhì)LCP+30%GF,縮短率為0.05%。
圖1 汽車(chē)連接器
塑件結(jié)構(gòu)特色為:①壁厚尺度小,平均壁厚只有0.5mm;②插針孔很密、很小,孔與孔間隔有的僅0.64mm;③脫模斜度小,不得大于15′,尺度精度高,公役等級(jí)達(dá)MT2;④內(nèi)、外形比較雜亂,尤其是型芯和模具成型零件多。
2模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
根據(jù)客戶(hù)要求,模具選用1模2腔形式,模架為二板模架AI-1515-A25-B30-C60。模具結(jié)構(gòu)如圖2所示。
圖2汽車(chē)連接器模具結(jié)構(gòu)
1.定模座板 2.定模板 3.定模鑲件 4.定模墊板 5.定模型芯 6.澆口套 7.定位銷(xiāo) 8.導(dǎo)套 9.導(dǎo)柱 10.動(dòng)模板 11.動(dòng)模鑲件 12.活動(dòng)型芯 13.動(dòng)模型芯 14.支承板 15.復(fù)位彈簧 16.復(fù)位桿 17.墊塊 18.推桿固定板 19.推板 20.限位釘 21.動(dòng)模座板 22.導(dǎo)套 23.導(dǎo)柱 24.頂柱 25.限位環(huán) 26.圓推桿 27.扁推桿 28.螺釘 29.動(dòng)模墊板 30.螺釘
01澆注體系設(shè)計(jì)
模具選用側(cè)澆口澆注體系,塑料熔體經(jīng)過(guò)澆口套6內(nèi)的主流道進(jìn)入分型面上的分流道,最終經(jīng)埋伏式側(cè)澆口進(jìn)入型腔。
圖3 埋伏式澆口尺度
埋伏式側(cè)澆口尺度如圖3所示,優(yōu)點(diǎn)是澆注體系凝料和塑件能夠主動(dòng)別離,便于模具選用全主動(dòng)化打針出產(chǎn),并且澆口切斷后留下的痕跡較小,不影響塑件外觀質(zhì)量。
02成型零件設(shè)計(jì)
(a)定模成型零件
(b)動(dòng)模成型零件
圖4 模具成型零件
成型零件設(shè)計(jì)是模具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。汽車(chē)連接器結(jié)構(gòu)雜亂,壁厚很小,插針孔共22個(gè),型芯小且多,型腔排氣困難。塑件成型最窄的槽尺度20mm×1mm×9mm,型芯之間最小空隙僅0.40mm,塑件內(nèi)、外外表質(zhì)量、尺度精度要求高,型芯選用鑲件結(jié)構(gòu),大多數(shù)塑件壁厚是由型芯之間的空隙構(gòu)成的。為便于型腔排氣以及型芯的制作和維修,模具的成型零件悉數(shù)選用鑲件結(jié)構(gòu),模具成型零件如圖4所示。
03冷卻體系設(shè)計(jì)
一方面動(dòng)、定模兩部分的型芯小且多,都選用鑲件結(jié)構(gòu)而無(wú)法通冷卻水,另一方面塑件小且壁薄,型芯沒(méi)有通冷卻水的必要,模具只在動(dòng)、定模型腔板之外的模板上設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)易的冷卻水道。
04導(dǎo)向定位體系設(shè)計(jì)
模具的導(dǎo)向定位體系直接影響塑件的精度和使用壽命。模具的動(dòng)、定模板由導(dǎo)柱9和導(dǎo)套8導(dǎo)向定位,動(dòng)、定模內(nèi)鑲件分型面的4條邊都設(shè)計(jì)了錐面定位結(jié)構(gòu)。在動(dòng)模部分,設(shè)計(jì)了為推桿固定板18導(dǎo)向的導(dǎo)柱23和導(dǎo)套22。此外,定模座板1在注塑機(jī)定模板上安裝時(shí)由定位銷(xiāo)7定位。
05脫模體系設(shè)計(jì)
塑件小且壁薄,成型后對(duì)型芯的包緊力較大,脫模時(shí)塑件很簡(jiǎn)單變形甚至開(kāi)裂,因而脫模體系是模具設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。根據(jù)塑件結(jié)構(gòu),模具選用圓推桿和扁推桿聯(lián)合推出的脫模結(jié)構(gòu),其間塑件由扁推桿推出,澆注體系凝料由圓推桿推出。扁推桿推出力較大,且較平衡,但成本較高,簡(jiǎn)單磨損,要注意保護(hù)保養(yǎng),最好定時(shí)檢查替換。
3模具成型零件材質(zhì)及制作工藝
模具型芯和型腔板的材質(zhì)可用P20或SKD61模具鋼,淬火處理至52~54HRC,型腔板外表拋光至Ra0.2μm。
汽車(chē)連接器模具制作的關(guān)鍵是保證各成型零件組裝之后的精度,尤其是動(dòng)、定模各型芯別離固定在定模鑲件3和動(dòng)模鑲件11上,這兩塊鑲件的尺度精度要求很高,否則型芯裝上后可能會(huì)產(chǎn)生干與甚至卡死,影響塑件脫模。為保證塑件精度,各型芯固定孔或型芯孔有必要選用同一加工程序,使用同一工裝夾具,選用慢走絲線(xiàn)切割加工。兩鑲件合模時(shí)的錐面定位結(jié)構(gòu)有必要在線(xiàn)切割加工前加工完結(jié)。為保證模具制作過(guò)程中各型芯的安裝工藝性及其2°左右的脫模斜度,各型芯也用線(xiàn)切割加工。所有型芯的成型外表有必要于安裝合格后,試模前進(jìn)行拋光。
4模具工作過(guò)程
塑料熔體經(jīng)過(guò)澆注體系進(jìn)入模具,最終經(jīng)埋伏式澆口進(jìn)入型腔。熔料在型腔中保壓、冷卻、凝結(jié)后,模具開(kāi)模,開(kāi)模間隔取100mm。到達(dá)開(kāi)模間隔后,注塑機(jī)頂桿推進(jìn)頂柱24,從而推進(jìn)圓推桿和扁推桿將塑件和澆注體系凝料推出動(dòng)模。模具合模,繼續(xù)下一次打針成型。