帶點(diǎn)澆口轉(zhuǎn)側(cè)澆口澆注系統(tǒng)的注塑模設(shè)計(jì)

周銘杰，蔡 菊

（廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系，廣東 廣州510300）

0 前言

模具的澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機(jī)噴嘴到型腔入口為止的一段熔體通道，可以分為普通流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)兩大類型。普通流道澆注系統(tǒng)又分為側(cè)澆口澆注系統(tǒng)和點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)［1］。側(cè)澆口澆注系統(tǒng)采用兩板模結(jié)構(gòu)，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成型制品的適應(yīng)性強(qiáng)，但制品連同流道凝料一起，從同一分型面中取出，需人工切除；點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)采用三板模結(jié)構(gòu)，進(jìn)料位置靈活，便于型腔填充，制品和流道凝料從不同的分型面取出，自動(dòng)分離，但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，且澆注系統(tǒng)較長(zhǎng)，很少用于流動(dòng)性較差的塑料成型。本文以香水瓶蓋注塑模具為例，介紹了點(diǎn)澆口轉(zhuǎn)側(cè)澆口澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作過(guò)程。

1 香水瓶蓋塑件分析

香水瓶蓋注塑件如圖1所示，外形尺寸48．39mm×48．39mm×15mm，塑件中間有一個(gè)直徑為20mm的通孔，而內(nèi)側(cè)壁有2個(gè)深度為0．56mm的長(zhǎng)條凹槽。材料采用丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物（ABS），收縮率0．5%，注射成型工藝性好。塑件外表面的品質(zhì)要求較高，不允許有澆口痕跡。根據(jù)香水瓶蓋的大小和生產(chǎn)批量，模具采用1模2腔的結(jié)構(gòu)。

圖1 香水瓶蓋注塑件Fig．1 Molded part of perfume bottle cap

2 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)香水瓶蓋注塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)的1模2腔模具結(jié)構(gòu)如圖2所示。從圖2可以看出，模具采用點(diǎn)澆口轉(zhuǎn)側(cè)澆口澆注系統(tǒng)，每個(gè)塑件用2個(gè)側(cè)澆口從塑件中間通孔內(nèi)側(cè)面進(jìn)澆；模具采用三模板結(jié)構(gòu)，有3個(gè)分型面，能夠自動(dòng)脫出部分澆注系統(tǒng)（點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)部分）；模具采用斜頂側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。

2．1 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)綜合考慮多型腔均勻填充、型腔排氣、型芯的受力及澆注系統(tǒng)與塑件的分離等問(wèn)題［2］。模具采用如圖3所示的平衡式點(diǎn)澆口轉(zhuǎn)側(cè)澆口澆注系統(tǒng)，它由點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)和側(cè)澆口澆注系統(tǒng)上下兩部分組成。每個(gè)塑件用2個(gè)側(cè)澆口從塑件中間通孔內(nèi)側(cè)面進(jìn)澆，不影響塑件的外觀品質(zhì)；而且2個(gè)澆口對(duì)稱布置，有利于塑件的填充和排氣。脫模時(shí)，點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)凝料由三板模結(jié)構(gòu)自動(dòng)脫出，而側(cè)澆口澆注系統(tǒng)凝料與塑件一起脫出模具后人工分離。

圖2 香水瓶蓋注塑模具結(jié)構(gòu)Fig．2 Structure of injection mould for perfume bottle cap

圖3 澆注系統(tǒng)Fig．3 Feeding system

2．2 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

模具的脫模機(jī)構(gòu)包括塑件的脫模機(jī)構(gòu)和澆注系統(tǒng)的脫模機(jī)構(gòu)兩方面。模具采用斜頂2、推桿16和拉料桿10共同將塑件和側(cè)澆口澆注系統(tǒng)脫出模具；而點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)則采用三板模結(jié)構(gòu)自動(dòng)脫出。下面重點(diǎn)闡述點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)自動(dòng)脫模機(jī)構(gòu)。

香水瓶蓋注塑模采用三板模結(jié)構(gòu)，有3個(gè)分型面。分型面Ⅰ的作用是拉斷點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)與側(cè)澆口澆注系統(tǒng)；分型面Ⅱ的作用是將點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)脫出拉料桿24和澆口套25；分型面Ⅲ為動(dòng)定模分型面。設(shè)計(jì)點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)脫模機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵點(diǎn)在于控制各分型面的開(kāi)模順序和分型距離，如圖4所示。

圖4 開(kāi)模順序和分型距離Fig．4 Mould opening sequence and parting distance

為自動(dòng)脫出點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)，要求模具的開(kāi)模順序?yàn)棰瘛颉??？刂崎_(kāi)模順序的零件有彈簧27和尼龍塞28。彈簧的動(dòng)力使分型面Ⅰ首先打開(kāi)；尼龍塞的阻力使分型面Ⅲ最后打開(kāi)，滿足點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)自動(dòng)脫模的需要。

控制各分型面分型距離的零件有定距螺釘26和定距拉桿29。定距拉桿29控制分型面Ⅰ的分模距離A，A＝C＋30mm，C為點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)的縱向高度；定距螺釘26控制分型面Ⅱ的分模距離B，B＝6～10mm。

2．3 斜頂側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)

在注塑模具設(shè)計(jì)中，如果塑件上具有與開(kāi)模方向不一致的孔或凸凹形狀時(shí)，除極少數(shù)情況可以強(qiáng)制脫模外，一般需要采用側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)［3］。因塑件內(nèi)側(cè)壁有2個(gè)深度S1為0．56mm的長(zhǎng)條凹槽，模具采用斜頂側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。斜頂側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)在頂出制品的同時(shí)完成側(cè)向抽芯。

斜頂側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)是抽拔距S、斜頂傾角α和縱向推出距離H，三者的關(guān)系如圖5所示。抽芯距S＝S1＋（2～3）mm，取3．5mm；因抽拔距較小，斜頂?shù)目v向推出距離H取25mm，推出距離由安裝在推桿固定板15上的限位塊11控制。斜頂傾角α＝arctan（S／H）＝7．97°，為設(shè)計(jì)制造方便，取α＝8°。

圖5 斜頂側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)Fig．5 Side core－pulling mechanismwith lifter

3 模具工作過(guò)程

模具經(jīng)合模、注塑、保壓、冷卻后開(kāi)模，開(kāi)模過(guò)程如圖6所示。在彈簧27的作用下，模具首先從定模板21與流道推板22的分型面I處打開(kāi)（分型距離為A），點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)為拉料桿24拉住與側(cè)澆口澆注系統(tǒng)分離；接著，流道推板22與定模底板23的分型面II打開(kāi)（分型距離為B），流道推板22將點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)脫出拉料桿24和澆口套25，完成點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)的自動(dòng)脫模；然后，動(dòng)定模的分型面III打開(kāi)，塑件和側(cè)澆口澆注系統(tǒng)留在動(dòng)模邊；最后斜頂2、推桿16和拉料桿10聯(lián)合將塑件和側(cè)澆口澆注系統(tǒng)推出模外，同時(shí)斜頂2完成側(cè)向抽芯。合模時(shí)各分型面依次復(fù)位，完成一個(gè)周期。

4 點(diǎn)澆口轉(zhuǎn)側(cè)澆口澆注系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例

點(diǎn)澆口轉(zhuǎn)側(cè)澆口澆注系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是澆口位置有較大的自由度，方便多點(diǎn)進(jìn)料，特別適用于一模多腔、制品面積較大及采用多種澆口形式進(jìn)澆等場(chǎng)合。圖7為點(diǎn)澆口轉(zhuǎn)側(cè)澆口澆注系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例。圖7（a）所示為1模4腔拖把夾座的澆注系統(tǒng)，因塑件有螺紋需采用旋轉(zhuǎn)脫螺紋機(jī)構(gòu)，模具的中心因安裝長(zhǎng)導(dǎo)程大升角的來(lái)福線螺桿，無(wú)法設(shè)置側(cè)澆口澆注系統(tǒng)，采用如圖7（a）所示的點(diǎn)澆口轉(zhuǎn)側(cè)澆口澆注系統(tǒng)可解決此問(wèn)題。圖7（b）的塑料罩殼面積較大，采用單點(diǎn)側(cè)澆口無(wú)法充滿型腔，采用如圖7（b）所示的點(diǎn)澆口轉(zhuǎn)側(cè)澆口澆注系統(tǒng)4點(diǎn)進(jìn)澆可以保證塑件的填充質(zhì)量。圖7（c）所示為手機(jī)面殼的澆注系統(tǒng)，有點(diǎn)澆口、側(cè)澆口和潛伏式澆口3種形式的澆口，可見(jiàn)點(diǎn)澆口轉(zhuǎn)側(cè)澆口澆注系統(tǒng)有利于澆口的布置。

圖6 模具開(kāi)模過(guò)程Fig．6 Opening process of the mould

圖7 點(diǎn)澆口轉(zhuǎn)側(cè)澆口澆注系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例Fig．7 Application instances of the feeding systemswitching from pin－point gate to side gate

需要注意的是點(diǎn)澆口轉(zhuǎn)側(cè)澆口澆注系統(tǒng)冷凝料多，注射壓力損失大，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜（三板模），且無(wú)法自動(dòng)脫出全部的澆注系統(tǒng)。因此，除非設(shè)置澆口的需要，盡量不用采用點(diǎn)澆口轉(zhuǎn)側(cè)澆口澆注系統(tǒng)。

5 結(jié)論

（1）本模具采用的點(diǎn)澆口轉(zhuǎn)側(cè)澆口澆注系統(tǒng)有利于澆口的設(shè)置和塑件的填充；

（2）本模具采用的是三板模結(jié)構(gòu)，需嚴(yán)格控制各分型面的開(kāi)模順序和分型距離。

［1］ 張維合．注塑模具設(shè)計(jì)實(shí)用教程［M］．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007：152．

［2］ 周銘杰．斜導(dǎo)槽驅(qū)動(dòng)滑塊延時(shí)分型的注塑模設(shè)計(jì)［J］．塑料科技，2011，39（7）：91－94．Zhou Mingjie．Design of Time－Lapse Parting Injection Mold with Inclined Channel Plate［J］．Plastics Science and Technology，2011，39（7）：91－94．

［3］ 李長(zhǎng)云．塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)［M］．北京：清華大學(xué)出版社，2009：163－165．