(长兴技师学院 浙江湖州 313100)
摘要：本课题是一款以丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（简称ABS）为材料的摄像头零件的塑料模具研究设计，所选用的塑料成型方法是注塑成型。首先对塑件进行了解，再设计模具；确定模具型腔方案为一模四腔，直接用顶杆将零件顶出；设计分型面时由于考虑到塑件没有侧孔和侧凹，所以采用一次分型，直接用顶杆将零件顶出分型机构；然后设计浇注系统，确定主流道和分流道，将浇口设计为潜伏式点浇口；最后设计冷却系统和推出结构。本文主要说明了对摄像头模具设计中各部分结构内容的研究设计。
关键词：模具设计；分型面；浇注系统；塑料模具
一、我国塑料模具的现状
20世纪80年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，是工业生产中使用极为广泛的重要装备，采用模具生产零件，具有生产效率高，节约原材料，成本低廉，保证质量的一系列优点，是现代工业生产中的重要手段和主要发展方向。
二、摄像头结构及材料分析
摄像头制件尺寸比较小，外形是由曲面型腔构成，在用模具加工时采用一模四腔的形式，一次可以生产出四摄像头外壳，组成两个摄像头。需采用潜伏式进胶，产品外表面需要电镀，摄像头模具材料主要采用ABS工程塑料，ABS工程塑料：即PC＋ABS(工程塑料合金)，在化学工业的中文名字叫塑料合金，ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。该材料具有良好的综合物理机械性能，如优良的电性能、耐磨性，尺寸稳定性、耐化学性和表面光泽等，且易于加工成型。制件如下图所示：
三、注塑机的选用
根据《塑料成型工艺与模具设计》书中查出ABS适用的注射机为螺杆式注射机。再根据给定塑料件的大小，初步设计一模四腔的注射模所需的注射量要大于100cm³，且模具形状不大，所以适合选用卧式注射机。立式注射成形机和直角式注射成形机的结构为注塞式结构，而卧式注射成形机的结构多为螺杆式，因此，此塑件应选用卧式且为螺杆式的注射机进行成形加工。根据技术规格的不同，此类注射机分有多种型号。由ABS的成型条件工艺参数和注塑机型号参见《塑料成型工艺及模具简明手册》，选型号为XS-ZY-125的注射机。再初步设计模架尺寸，将所有零部件排开，经估计，模架的厚度约在250mm，而XS-ZY-125型注塑机的模具最大厚度有300mm，因此选择 XS-ZY-125型号的注塑机。
塑件的计算，经计算（Pro/E）塑件的参数如图3-1所示：
图1 塑件的参数
XS-ZY-125型注塑机的主要技术规格如下：
额定注射量(cm³) 125 选用压力(MPa) 109
锁模力(kN) 900 模板行程(mm) 300
模具最大厚度(mm) 300 模具最小厚度(mm) 200
最大注射面积（cm2） 320 喷嘴口孔径(mm) 4
喷嘴圆弧半径(mm) 12
四、模具设计
（一）分型面的设计
分型面的设计原则：
由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统的设计、塑件的结构工艺性及尺寸精度、嵌件的位置，塑件的推出排气等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，以选出较为合理的方案。
选择分型面时应遵循以下几项基本原则：分型面应选在塑件外形最大轮廓处；分型面的选择应有利于塑件顺利脱模；分型面的选择应保证塑件的尺寸精度和表面质量；分型面的选择应有利于模具的加工；分型面的选择应有利于排气。
在实际设计中，不可能全部满足上述原则，一般应抓住主要矛盾，在此前提下确定合理的分型面。
经分析零件的形状特点是有通孔的对称件，垂直方向采用瓣合模的分型面适合零件的成型，这样设置分型面制品会在瓣合模内成型，满足分型面开设在制品截面轮廓最大部位，开模时制件易于脱模。水平方向采用水平分型面，这样设计制件将在动模内成型，而注塑机的推出装置也在动模一侧，便于塑件的脱模。由于制件的两侧有枕位，设计分型面时，把枕位分型面和主分型面合并成一个分型面。如图2所示：
(二)模具型腔布局
设计采用一模四腔对称放置，结构如图4所示。这样的分型方式使导柱受力平衡，所受的抽芯力一致，当分型到限位位置时，不会受其它部件重力作用，影响分型距离。
（三）确定模架组合形式
注射模设计应尽量选用标准的模架组合形式，但由于此次设计的模具结构比较特殊，模架不能完全选用标准件，因此可参照GB\T 12556.1-90模架标准进行模架设计。
根据成形塑料零件及注射机型号，再参照GB\T 12556.1-90模架标准，初步确定模架主要结构部件及主要尺寸如图5所示。XS-Z-125注射机所允许的模具最小厚度为200mm，模具最大厚度为300mm，整个模架的厚度应在200mm～300mm之间，初定模架厚度为250mm。
模具高度或宽度应小于XS-Z-125注射机动、定模固定板上的拉杆间距，以使模具能穿过拉杆空间安装在固定板上。若模具高度小于拉杆间距，安装时应把模具吊起，高过注射机，从上往下穿过拉杆进行安装。若模具宽度小于拉杆间距，安装时则把模具从注射机一侧横向穿
过拉杆进行安装，因型腔是一上一下分布，高度方向尺寸相对宽度方向要大，再根据XS-ZY-125注射机动、定模固定板尺寸，初定模具长度为380mm，宽度为350mm，即模具高度大于模具宽度，且宽度小于固定板上拉杆间距，在注射机上安装模具时应把模具从上往下穿过拉杆进行安装。
由于浇注系统、冷却系统等主要结构还未完全确定，因此导柱、复位杆的位置先不予确定，以免发生结构上的干涉，待主要结构部件的设计臻于完善后再作定夺。先进行下一步的设计--浇注系统的设计。
五、结束语
通过对摄像头塑料模具分型面和浇注系统的探究设计，我对注射模有了进一步的了解，在设计过程中，首先在设计的前段时间查阅收集资料，通过一些计算，为设计做好充分的准备。在自己不断设计、学习、再设计的反复操作过程中，从中学到了很多相关的知识和经验，使我掌握了设计中的一些技巧，以及科学的设计思路和方法。这对我以后的工作会有很大帮助，对我以后的工作态度和工作方法有很大的影响。特别是在设计过程中对Pro/E和CAD软件的应用，通过此次设计使我更加全面的掌握了这些软件，充分的利用了这些软件辅助这次设计。
参考文献:
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[2] 颜智伟.塑料模具设计与机构设计.北京:国防工业出版社，2006．
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[4] 于 华. 注射模具设计技术及实例.北京:机械工业出版社，1998.
论文作者:马超,丁桂芝
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/3/27
标签：模具论文; 结构论文; 拉杆论文; 塑件论文; 厚度论文; 制件论文; 摄像头论文; 《电力设备》2018年第29期论文;