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摘要本文介紹了球閥注塑件應(yīng)用背景、選材和澆注系統(tǒng)確定，詳細(xì)論述了球閥塑件組合式型芯的設(shè)計(jì)思路，包括分型面的選取、型芯的鑲拼結(jié)構(gòu)、鑲拼型芯的組裝與脫出以及型芯在模具中的固定。通過(guò)對(duì)該類塑件組合式型芯的設(shè)計(jì)和分析，可以為同類塑件的型芯設(shè)計(jì)提供借鑒。
論文關(guān)鍵詞：球閥,注塑件,組合式型芯,設(shè)計(jì)

　　閥體是的在流體系統(tǒng)中，用來(lái)控制流體的方向、壓力、流量的裝置，廣泛應(yīng)用日常生活各個(gè)領(lǐng)域。目前市場(chǎng)上閥體大多為鑄鐵閥和銅質(zhì)閥，塑料閥體還未廣泛應(yīng)用，而塑料閥體相對(duì)其它材質(zhì)的閥體，具有質(zhì)量輕、耐腐蝕、不吸附水垢、可與塑料管路一體化連接和使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，塑料外殼閥在給水和工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用方面的優(yōu)勢(shì)也越來(lái)越明顯，其市場(chǎng)發(fā)展空間非常寬廣。圖1所示為球閥外殼的3D造型。

　　

　　圖1 球閥 圖2 CAE軟件中的塑件模型

　　2 基于CAE的澆注系統(tǒng)確定

　　根據(jù)使用要求球閥外殼材質(zhì)可以采用PA66+40％玻纖增強(qiáng)尼龍材料。PA66+40％玻纖增強(qiáng)尼龍具有優(yōu)良的抗沖擊、抗拉和抗彎強(qiáng)度、耐腐蝕性，優(yōu)越的耐磨性能，吸水性也較純PA66有較大幅度的降低，適合注塑成型。

　　為了保證塑料熔體在型腔內(nèi)合理地流動(dòng)和填充，需要確定塑件合理澆口位置�？梢越柚鶦AE軟件Moldflow來(lái)進(jìn)行分析，首先導(dǎo)入三維模型，并進(jìn)行Fusion網(wǎng)格劃分。塑件材料選用系統(tǒng)自帶的材料數(shù)據(jù)中的PA66+40%玻纖 Germanic作為分析替代材料，并采用其自帶的澆口位置分析模塊分析最佳澆口位置，由此設(shè)置了澆注系統(tǒng)，如圖2所示。應(yīng)用Moldflow軟件的FLOW模塊對(duì)塑件進(jìn)行了充填時(shí)間、壓力分布、氣穴和熔接痕情況進(jìn)行了分析，驗(yàn)證了該澆注系統(tǒng)滿足成型工藝條件。

　　3 組合式型芯的設(shè)計(jì)構(gòu)思

　　3.1 分型面的確定

　　球閥外殼結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外形對(duì)稱，將分型面取在球閥外殼最大截面表面，分型容易，而且不影響塑件外觀質(zhì)量和實(shí)用性能，如圖3所示。

　　

　　圖3 分型面 圖4 型芯的鑲拼結(jié)構(gòu)

　　3.2 型芯的鑲拼結(jié)構(gòu)

　　由于塑件的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，內(nèi)心位置截面積比較其它位置大，簡(jiǎn)單的內(nèi)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)無(wú)法完成抽芯，必須采用組合鑲拼結(jié)構(gòu)，為了便于塑件頂出桿安放和塑件完成模外抽芯，組合型芯設(shè)計(jì)成如圖4所示的結(jié)構(gòu)。

　　3.3 鑲拼型芯的組裝與脫出

　　針對(duì)型芯內(nèi)部截面大的狀況，可以將型芯分成多個(gè)型芯鑲塊結(jié)構(gòu)，如圖6所示為組合式型芯的爆炸圖。

　　

　　圖6 組合式型芯爆炸圖

　　型芯鑲塊由五類共10塊構(gòu)成，如圖7所示，其組裝和脫出過(guò)程為：型芯鑲塊二和型芯鑲塊三通過(guò)插入型芯鑲塊四的凹槽固定，型芯鑲塊四與型芯鑲塊一通過(guò)螺紋連接，在型芯鑲塊四與型芯鑲塊一連接的同時(shí)，將中間型芯鑲塊二和型芯鑲塊三緊固，左右兩側(cè)的型芯鑲塊五通過(guò)螺紋連接緊固在型芯鑲塊三，最終完成整個(gè)組合模芯的組裝。型芯手動(dòng)安放在模具中，注射完成塑件頂出后，左右型芯鑲塊五、型芯鑲塊四旋轉(zhuǎn)脫去后，通過(guò)對(duì)塑件的輕輕敲打，會(huì)使得其它7 塊較小的型芯鑲塊脫出，完成塑件模外抽芯。

　　

　　a. 型芯鑲塊一 b. 型芯鑲塊二 c. 型芯鑲塊三

　　

　　d. 型芯鑲塊四 e. 型芯鑲塊五

　　圖7 型芯鑲塊結(jié)構(gòu)圖

　　3.4 鑲拼型芯在模具中的固定

　　采用上面的結(jié)構(gòu)，解決了模具外組裝和脫出型芯的問(wèn)題，但鑲拼型芯在模具中的固定依然是一個(gè)待解決的問(wèn)題。對(duì)于此問(wèn)題，可以在動(dòng)模上設(shè)計(jì)突銷，在型芯鑲塊四和型芯鑲塊五上做配合孔的方式來(lái)固定，如圖8所示。

　　

　　a. 型芯和塑件在動(dòng)模上 b. 型芯和塑件在定模上

　　圖8 鑲拼型芯在模具中

　　4 結(jié)束語(yǔ)

　　隨著塑料技術(shù)的不斷發(fā)展，塑料材料的性能也獲得了極大的提高，由于其廉價(jià)、容易成型、具有性能優(yōu)勢(shì)等特點(diǎn)，越來(lái)越多的金屬工件、無(wú)機(jī)非金屬工件被替換為塑料件。有很多工件由于使用的要求，具有如本文工件一樣的內(nèi)部空心截面大的結(jié)構(gòu)，必須采用自動(dòng)成型和手動(dòng)脫模相結(jié)合的方式來(lái)生產(chǎn)，本文的鑲拼型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以為該類塑件模具的設(shè)計(jì)提供借鑒。