模具镶件设计,老师傅分享商用路由器外壳注塑的设计要点 难点分析

一.产品介绍

路由器在计算机网络中有着举足轻重的地位,是计算机网络与用户连接的桥梁。通过它不仅可以连通不同的网络,还能选择数据传送的路径,并能阻隔非法的访问。路由器具有四个要素:输入端口、输出端口、交换开关、路由处理器和其他端口,这些端口分布在壳体的四周。路由器外壳对于路由器的性能具有很大的影响,材料和产品结构设计必须具有抗静电、易散热的特性。根据其性能要求,路由器通常选择抗静电性能良好的PS塑料制作。

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图1路由器面壳产品图

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图 2路由器面壳产品图

二.制品分析

路由器面壳产品图如图1所示。塑件材料为HIPS,缩水率为1.0045,塑件壁厚1.80mm,塑件尺寸为215.50mm X 157.50mmx 22.50mm.塑件质量为82.50克。塑件外表面有多排散热孔,散热孔大端直径3.1mm,小端直径2.9mm,中心距7mm. 产品技术要求为塑件不得存在银纹、熔接痕、充填不满、顶白和毛边等各种缺陷,塑件尺寸须符合尺寸公差,不得存在翘曲变形,其两个方向的最大弯曲度必须分别小于0.2mm.

从产品图图1可以看出,塑件的四周均需要设计侧向分型与抽芯机构,其中3处为后模滑块,指示灯孔处为前模滑块。内侧有3处扣位需要设计斜顶,模具设计的难点在于设计合理的抽芯机构和镶件设计,确保塑件达到设计要求。

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图3路由器面壳 模具图

三. 模具设计要点

1 模具排位:

塑件尺寸较大,结构比较复杂,4个方向抽芯,因此设计1出1的型腔排位比较合理。模具设计图见图2,模胚为龙记标准简化细水口模架,LKM FCI4545 A90 B90 C120-400,为保证加工精度,模架的精框由模架厂家加工,以减小应力和变形。客户的注射机为FANUC150 吨注塑机,经核算其塑化能力和锁模力能够达到要求。

对于四周大滑块抽芯的模具,滑块的方向值得注意,通常是在模具图纸上标注天侧。路由器面壳模具三面后模滑块,一处前模滑块,出于安全考虑需要注意不能将前模滑块设计设计在天侧,实际设计在非操作侧。

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图4路由器面壳 模具图

2.开模方向与分型面:

塑件的分型面为一个平面,确定分型面的关键在于合理确定顶面散热孔的分型面。如果将散热孔留在动模成型,则塑件的顶出力较大,塑件外观面沿着散热孔边缘易出毛边,且散热孔边缘较尖锐,产品不美观。如果将散热孔设计在定模成型,则需要加大斜度,防止其粘定模,为此大小端的直径差做到0.2,便于脱模。实际模具设计采用将散热孔在定模成型,见图3。

由于散热孔设计在定模,相邻散热孔边距不足4mm,散热孔的数量又非常多,这些孔如果用镶针镶出,则线切割的工作量巨大,影响到制模周期和模具成本,更关键的是会严重影响型腔的强度,冷却运水亦很难布置。为此型芯与型腔均采用日本进口钢材NAK80设计制作,散热孔部位用高速CNC加工,避免人工抛光等手工加工,确保塑件的外观质量。

3.浇注系统设计:

浇注系统的设计除了满足塑料充填外,浇口的位置不得影响塑件的外观。路由器面壳四周均需要设计滑块抽芯,因此周边无法设计浇口,根据模流分析,塑件需要设计两个点浇口。故将一个点浇口设计在塑件顶面的贴标签位置,即中间的矩形位置,另一个浇口设计在散热孔里(散热孔有一部分是盲孔)模具属于三板模点浇口进胶。流道截面为梯形,主流道对面设置长的冷料井,便于收集冷料,利于模具充填。

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图5路由器面壳 模具图

4.顶出系统设计:

塑件的散热孔全部处在定模成型,开模后,这些孔对型芯没有包紧力,塑件侧边4周均有滑块抽芯,外侧没有包紧力。塑件的3支斜顶具有较大的顶出力,其余的骨位附近,均设计了推杆顶出。需要注意的是,动模推杆的设计在满足顶出的同时,不能与散热孔处的定模相碰,以免长期接触,使定模磨损。

5.侧向分型与抽芯机构设计:

塑件四周均需要设计滑块抽芯机构,四周的抽芯距离都很小,但是滑块宽度较大,滑块所受侧向力比较大,锁紧滑块的斜楔采用在模架上原身留出,在模架厂开精框时一并加工到位。原身留的斜楔具有刚性好的特点,适合大面积抽芯的滑块锁紧。3个后模滑块均采用斜导柱驱动,斜导柱驱动结构简单可靠,因而得到广泛应用。滑块斜面上设计了耐磨板,组装时便于调节滑块。灯孔部位及其两个垂直的平面,设计了独特的45前模滑块,同样采用斜导柱抽芯。滑块材料均为进口NAK80,氮化处理。

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图6路由器面壳 模具图

6.冷却系统设计:

模具的温度在很大程度上决定了冷却时间,模具的冷却系统需要均衡地带走一定的热量,使模具保持在容许的低温状态有利于缩短注塑周期。达到冷却速度平衡,成型性能良好,成型件尺寸稳定,防止变形,物理性能良好和无外观缺陷。使模具保持在适合于PS注塑的温度,则可以改善成型性能。定模和动模和3个后模滑块冷却运水如图2所示,所有运水直径均为¢10mm。

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图7路由器面壳 前模仁 3D 图

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