連接器在汽車、計算機以及電子通訊職業(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)內外結構雜亂,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,公役等級達MT1~MT2。
1塑件結構分析
圖1所示為汽車連接器,材質LCP+30%GF,縮短率為0.05%。
圖1 汽車連接器
塑件結構特色為: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,公役等級達MT2;④內、外形比較雜亂,尤其是型芯和模具成型零件多。
2模具結構設計
根據客戶要求,模具選用1模2腔形式,模架為二板模架AI-1515-A25-B30-C60。模具結構如圖2所示。
圖2汽車連接器模具結構
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 8.導套 9.導柱 10.動模板 11.動模鑲件 12.活動型芯 13.動模型芯 14.支承板 15.復位彈簧 16.復位桿 17.墊塊 18.推桿固定板 19.推板 20.限位釘 21.動模座板 22.導套 23.導柱 24.頂柱 25.限位環(huán) 26.圓推桿 27.扁推桿 28.螺釘 29.動模墊板 30.螺釘
01澆注體系設計
模具選用側澆口澆注體系,塑料熔體經過澆口套6內的主流道進入分型面上的分流道,最終經埋伏式側澆口進入型腔。
圖3 埋伏式澆口尺度
埋伏式側澆口尺度如圖3所示,優(yōu)點是澆注體系凝料和塑件能夠主動別離,便于模具選用全主動化打針出產,并且澆口切斷后留下的痕跡較小,不影響塑件外觀質量。
02成型零件設計
(a)定模成型零件
(b)動模成型零件
圖4 模具成型零件
成型零件設計是模具設計的關鍵。汽車連接器結構雜亂,壁厚很小,插針孔共22個,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、外外表質量、尺度精度要求高,型芯選用鑲件結構,大多數塑件壁厚是由型芯之間的空隙構成的。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選用鑲件結構,模具成型零件如圖4所示。
03冷卻體系設計
一方面動、定模兩部分的型芯小且多,都選用鑲件結構而無法通冷卻水,另一方面塑件小且壁薄,型芯沒有通冷卻水的必要,模具只在動、定模型腔板之外的模板上設計了簡易的冷卻水道。
04導向定位體系設計
模具的導向定位體系直接影響塑件的精度和使用壽命。模具的動、定模板由導柱9和導套8導向定位,動、定模內鑲件分型面的4條邊都設計了錐面定位結構。在動模部分,設計了為推桿固定板18導向的導柱23和導套22。此外,定模座板1在注塑機定模板上安裝時由定位銷7定位。
05脫模體系設計
塑件小且壁薄,成型后對型芯的包緊力較大,脫模時塑件很簡單變形甚至開裂,因而脫模體系是模具設計的難點。根據塑件結構,模具選用圓推桿和扁推桿聯合推出的脫模結構,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,簡單磨損,要注意保護保養(yǎng),最好定時檢查替換。
3模具成型零件材質及制作工藝
模具型芯和型腔板的材質可用P20或SKD61模具鋼,淬火處理至52~54HRC,型腔板外表拋光至Ra0.2μm。
汽車連接器模具制作的關鍵是保證各成型零件組裝之后的精度,尤其是動、定模各型芯別離固定在定模鑲件3和動模鑲件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產生干與甚至卡死,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,選用慢走絲線切割加工。兩鑲件合模時的錐面定位結構有必要在線切割加工前加工完結。為保證模具制作過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,試模前進行拋光。
4模具工作過程
塑料熔體經過澆注體系進入模具,最終經埋伏式澆口進入型腔。熔料在型腔中保壓、冷卻、凝結后,模具開模,開模間隔取100mm。到達開模間隔后,注塑機頂桿推進頂柱24,從而推進圓推桿和扁推桿將塑件和澆注體系凝料推出動模。模具合模,繼續(xù)下一次打針成型。