洗衣机服务板工艺分析及模具设计

摘要：本文针对洗衣机服务板成型工艺进行了分析，介绍了洗衣机服务板材料选择过程，借助Pro/E软件，讲述了注塑模具设计过程，完成了洗衣机服务板模具设计。整套模具结构合理，动作可靠，为同类壳形塑件的模具设计提供了参考依据。

关键词：Pro/E；服务板；模具设计

1洗衣机服务板成型工艺分析

服务板是家电外观产品，带有曲面，塑件平均壁厚2.5mm，可以看到有长条形加强筋和小卡扣，结构比较复杂；服务板位于洗衣机整机下面，要求冲击强度较高，能满足跌落要求。服务板零件原材料选择。普通家电外观产品的使用环境温度为室温状态，要求光泽度要好，在装配时要能承受装配时的紧固力。根据以上分析考虑ABS、HIPS或PC作为洗衣机服务板的成型材料，最终确定材料还需对其成型性能进行比较。洗衣机在室温条件下使用，材料在室温下保持良好的机械性能，重要系数设取1；价格是任何商品都非常重视的，洗衣机是通用家电产品，这里材料价格系数设为3，性能比较结果显示洗衣机服务板ABS材料是最佳选择，这里选用奇美公司生产的ABSPA766作为服务板的材料。

2模具结构设计

2.1确定型腔数目

模具设计时型腔数目至关重要，决定了单位时间内生产产品的数量。型腔数目影响因素有很多，如成型设备的生产能力、成本控制要求、产品精度要求、成型设备的尺寸限制以及其它参数限制等。对结构复杂、精度要求高而且总体尺寸大的塑料产品一般考虑采用单型腔模具；对总体尺寸小、精度要求低而且结构简单、成本控制低时一般考虑采用多型腔成型。在控制产品成本和保证质量的前提下，为了提高生产率尽量采用多型腔。服务板工程图显示总长589mm，总宽119mm，属于较大的塑料产品。看到箭头指向部位有凹槽，需要侧抽芯机构，工程图分析壁厚相对比较均匀，因为加点外观产品表面质量要求较高。为了保证洗衣机服务板成型质量，为抽芯机构留有移动空间，使模具结构紧凑，故考虑采用单型腔模具。

2.2成型零部件设计

创建模具型芯型腔：启动Pro／E软件，在制造—模具型腔设计环境下用编辑工具复制粘贴模型表面，拉伸曲面拉伸至工件侧面，把拉伸曲面与复制曲面合并，用合并后的曲面分割体积块，分割创建模具型芯和型腔.

2.3浇注系统的设计

在设计浇注系统时应考虑下列有关因素：塑件外观、塑件大小及形状、尽量缩短流程。洗衣机服务板总体尺寸较长，依据ABS的成型特性，同时为了保证塑料溶体顺利充满型腔，该模具分流道截面的形状采用半圆形，直径设为10mm。外观产品一般要求表面不能留有明显浇口痕迹，选择侧面进料。为使溶体尽快充满型腔，缩短注射时间应加大进料口尺寸，采用扇形浇口。确定扇形浇口形状和尺寸.

2.4冷却系统和排气系统设计

在注射过程中，高温溶体进入型腔后，需要把塑料溶体冷却为固态才能开模取出已成型的产品，如果产品材料开模温度低，单单靠模具自然散热成型周期会比较长。因此，设置冷却系统十分非常重要。为了降低加工难度节约模具成本首先考虑单循环冷却系统，用水冷却。为了达到好的冷却效果，动、定模部分分别设置12个冷却管道，直径为10mm，管道间距为40mm。型腔曲面部分管道沿曲面布置。注射过程中如果模腔中的气体不能顺利排出，产品会出现色泽不佳甚至烧坏材料等缺陷，所以在模具结构设计时还要考虑怎么排气的问题。一般模具实现排气的方式有设置排气槽和利用模具零件之间的配合间隙排气两种形式，洗衣机服务板模具中为了顺利推出塑件设置了29个推杆，所以可以利用分型面、推杆的间隙进行排气。

2.5模架的选择

注射模具的一部分零件用来支撑成型零件、侧抽芯部分等。这些零件的尺寸和结构被标准化叫作模架，对一般复杂程度的模具可以选择标准模架直接用，对结构复杂的模具也可以自己设计模架。该模具结构复杂程度一般，可以选择标准模架，从Pro／E的模架库中，选择常用的futaba-fg模架，依据前面确定的型腔数目、浇注系统以及服务板的总体尺寸大小。另外还考虑到侧抽芯机构选择模架总体尺寸为800×450；所选模架模板参数：定模板厚度120、动模板厚度100、垫块高度150、带头导柱4-35、复位杆4-25、紧固螺钉6-M16、标准库中算出模架总高度500。

2.6侧抽芯机构设计

服务板在箭头指向出需要侧抽芯机构才能实现脱模，怎样实现侧抽芯动作而顺利脱模是模具结构的关键。为简化模具结构这里把侧向成型镶块固定在推杆板上，利用推出机构的推出力实现侧型芯镶块做斜向运动。

2.7脱模机构的设计

服务板长度方向尺寸比较大，但并不深，属于浅壳型塑料产品，成型时脱模阻力并不大。为简化模具，方便更换模具零件，这里采用圆形推杆脱模机构。为不影响塑件外观，推出力均匀，顺利完好的推出塑料产品，根据服务板结构特征尽量让推杆均布。根据服务板的尺寸和结构特征沿周边和脱模力大的地方一共设置了29个推杆，直径5的推杆用了6个，直径8的推杆用了14个，直径10的推杆用了9个。

3洗衣机服务板总装图

根据以上设计过程，用Pro／E完成洗衣机服务板总装。

4结束语

洗衣机服务板属于一般复杂程度的壳行塑料产品，本文分析了成型工艺特性，依据模具设计流程，利用Pro／E软件设计了整套注塑模具设计，还利用Pro／E模架库装配模架缩短了设计周期、提高了设计的准确度。

参考文献：

[1]李海梅,申长雨.注塑成型及模具设计实用技术[M].北京:化学工业出版社,2002.

[2]李先雄,康亚鹏.Pro/ENGINEERWildfire模具设计指导[M].北京:清华大学出版.2005.

[3]编委会编著.塑料模具技术手册[M].北京:机械工业出版社2011.

作者:陈桂华 张群威 单位:漯河职业技术学院