笔记本内壳叠层热流道注射模具设计

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Design of the Hot Runner Stracked I njection Mould for Notebook PartWANG Xiao-jun，ZHOU Meng-xiong，YUAN Bao-mei，GAO Bo(Tianhe Colege of Guangdong Polytechnic Normal University，Guangdong Guangzhou 510540，China)Abstract：Notebook inner shell laminated injection mold technology overlapping arrangement of multiple Ct213ity theclampingdirection，due to the structural design，functional requirements and assembly，products holes ol-e lnoTe uneven，andifthe gate size，location，design is inappropriate or improper，it veryprone to have mo ldingproblems such as shot shoa andshrinking.According to appearance and pe咖rm叽ce requirements ofthe design to CtlTy on the design ofairen notebook shelinjection mold，it designs UG three-dime nsional software produets，and 岱e Moldflow 6.1 moldflow analysis sojware，toanalogfil，flow，cool，pack and warpage analysis，SO to achieve the technical peormae requirements.It les hotrunner system，double-mold structure，to ensure the quality ofthe plastic parts，and to improve production eficiency。

Key W ords：Mold Flow Analysis；Hot Runner；Laminated M old1叠层注塑模具叠层注塑模具技术是区别于普通注塑模具技术的-种模具前沿技术，即在-副模具中将多个型腔在合模方向重叠布置。这种模具通常有多个分型面，每个分型面上可以布置-个或多个型腔。简单地说，叠层注塑模具就相当于将多副单层注塑模具叠放在-起，安装在-台注塑机上进行生产。

2产品及其结构分析产品的三维模型，如图 1所示。产品的最大尺寸为 421.756297.164 xl1.316，其材料选择ABS40%PC，提高ABS耐热性和抗冲击强度，产品表面要求光滑。利用UG三维软件对产品进行拔模分析，分析得到 13处扣位，根据扣位特点，对其中9处使用斜顶结构出模，另外的4处采用滑块结构出模。

图 1笔记本内壳三维图Fig.1 Notebook Shell Three-Dimensional3模具设计3.1流道系统的设计模具结构为叠层结构，叠层模具主浇道设置成可分离式，巧妙的运用了两个开放式单点针阀式热射嘴，在两射嘴间设置了-个精定位块，进行定位。其中-级热嘴的喷嘴直径妒。-4.0mm，而二级热嘴的直径p2O.8ram，流道板的直径 《12mm。

3-2侧向分型机构的设计3.2.1滑块的设计滑块结构扣位的距离 b为 1.95mm，安全距离a取 3ram，则滑块的行程 Sba4.95mm。由于扣位的距离较短，而且整体位置不大，故滑块采用整体式滑块形式。模具的顶出行程 日为 20mm，则斜导柱的1 角为：arctan( )神/5-15。滑块的导滑形式是采用T形块导滑。滑块的长度为 28m ，宽度为 26mm，导滑槽长为 35mm。

3.2.2斜顶的设计斜顶结构较小，采用了整体式的斜顶结构，同B Ⅱ高了斜方座的高度来缩短斜顶的长度，提高了斜顶的强度。斜顶扣位的距C为1.4ram，安全距离d为2mm，则其抽芯距离为：s斛：c 3.4mm同样 ，已知顶出距离 S为 20mm。根据反三角函数求得倾斜来稿日期：2012-07-05作者简介：王晓军，(1965-)，男，江西安福人，教授，系主任，硕士，主要研究方向：模具设计与制造第5期 王晓军等：笔记本内壳叠层热流道注射模具设计 245角 )为：arctan ) /s斜9.93。-10。

3.3导向机构的设计采用叠层模具结构，当模具开模的时候，中模和动模是离开定模，而中模没有固定，仅仅依靠四根导柱悬挂在半空，重的钢板悬挂，导柱很容易发生弯曲，从而使模具错位，对于叠成模具来说，错位是它的最大弱点，-旦模具错位 ，就会造成漏胶 ，型芯损坏和模具报废的各种大大小小的问题，模具在八根导柱的基础上，外面增加了四个跟刀架作为支承和导向的作用。

3.4冷却系统的设计(1)产品在固化时每小时悉放的热量 Q：Q-wQl2.43x2605.9x102-172kJ/h式中： - 位时间(每分钟)内注 模具中的塑料质量(kJ/min)，模具分 2min注射-次，所以 W2.43x2-4.86kg/min Q15.9x10 kJ/kg(2)冷却水的体积流量：q 172 8.29x10-3m3/mpc(o in，-o)104.187x(25-20) q"-- - ～ n 式中： 却水的密度，为；lxl0，kg/m ；C。-冷却水的比热容，为4.187kJ/(kg·℃)； -冷却水的出口温度，取25%；o2-冷却水的人 口温度，取 20℃，(3)冷却管道直径 d：使冷却水处于湍流状态，因为流量较大，冷却水管直径至少在30以上，这样给标准水嘴的选择带来-些困难，根据生产现场实际情况，-般最大的水嘴为M16，所以水孔直径定为d12mm。

(4)传热膜系数h：颧6.65(平均水温为22.5C)h3. ：54341J/(m2h.c)(5)冷却管道总传热面积 A：A：.6OWQt-：-60x2.43x-2x590：0.25103m2 - hAO 1827637.5 其中，A0- ! -37(6)模具所需冷却水管的总长度 ：肛 -6.662(m)(7)求模具上应开设的冷却水道的孔数 n：n 争 1 .1o2(根)式中：lO. 具宽度。

(8)型腔和型芯的水孔数量分配。产品冷却定型后向凸模收缩，因此有经验表明凹模带走热量的40%，凸模带走热量的60%，所以有 ：n 0.4xl 1.102-4.4408(根)，取 5根；O.6xl 1.1026.6612(根)，取 7根。

3.5机构的设计模具倒扣位置较多，由于注塑机自带顶出系统的冲击力较大，若使用注塑机自带的顶出系统顶出则会对模具的寿命有很大影响，斜顶机构容易折断。同时该产品脱模力比较大，因此为了使顶出更稳定可靠，上下模均采用了油缸顶出系统来顶出。

4模具动作原理模具首先安装在注塑机上，然后热嘴进行预热，预热完之后，注塑机开始进行注射，塑料填充，成型，冷却，保压然后开模，在齿轮齿条的作用下 ，上分型面与下分型面同时分开，动模部分与中模同时向后退当动模移动到300mm后，液压缸开始作用拉动顶针板，最后顶出产品。模具三维结构图，如图2所示。

图2模具三维结构图Fig.2 Mold Three-Dimensional Structure5模流分析翘曲变形分析：从冷却因素、不同收缩和取向三种因素来看，很明显，冷却因素引起的变形量最大才0.173mm，取向因素引起的变形量最大也只有 0.2443mm均比较小，然而，不同收缩引起的变形量最大达到 2.106mm，因此对于塑件变形较大的影响为体积收缩所引起的，因此对于塑件的结构需要改善。冷却分析：冷却水从进人模具到出来，每-条冷却水回路温差都不大，其平均温差为 1.55。总体的冷却效果比较好，因此，本设计的冷却水布置较为合理。充填压力分析：最高充填压力出现在热主流道的开始为58.18MPa，压力合适。而产品的平均压力为29MPa，产品充填压力较为均衡，但是在产品较为薄窄长的地方 ，即产品前段蓝色的部分出现压力为0的状态，也就是说，在充填完毕之后，该部分已经出现冻结的情况，或者填充不足，充型时需要注意的。

6结论由于产品结构设计、功能要求和装配等原因，产品孔洞较多，肉厚不均匀，若浇口大孝位置设计不当或射出曲线设定不当都很容易发生短射和缩水等成型问题。改善的办法有：(1)增大进浇口的直径；(2)增加注塑压力；(3)改善塑件的结构。