多段位圓弧狀導(dǎo)流管抽芯機構(gòu)設(shè)計*

楊少增，李國富，劉劍，周秀君，肖國華（.寧波大學機械工程與力學學院，浙江寧波 52； 2.浙江省零件軋制成形技術(shù)研究重點實驗室，浙江寧波 52；.浙江工商職業(yè)技術(shù)學院，浙江寧波 502 ）

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多段位圓弧狀導(dǎo)流管抽芯機構(gòu)設(shè)計*

楊少增1，2，李國富1，劉劍1，2，周秀君3，肖國華3
（1.寧波大學機械工程與力學學院，浙江寧波 315211； 2.浙江省零件軋制成形技術(shù)研究重點實驗室，浙江寧波 315211；3.浙江工商職業(yè)技術(shù)學院，浙江寧波 315012 ）

摘要：介紹了一種雙同邊抽芯異向圓弧狀導(dǎo)流管抽芯機構(gòu)，針對彎管產(chǎn)品需要分多段抽芯脫模的要求，設(shè)計出特殊的抽芯機構(gòu)完成了產(chǎn)品的自動脫模。抽芯機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，簡化了模具結(jié)構(gòu)且易加工，降低了模具生產(chǎn)制作成本，使得模具結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，工作穩(wěn)定可靠。

關(guān)鍵詞：雙同邊抽芯；多段抽芯；自動脫模

抽芯機構(gòu)設(shè)計是模具設(shè)計的重要部分，特別是當所需要抽芯的部分不是對稱排布時，抽芯機構(gòu)設(shè)計對產(chǎn)品能否順利脫模尤其重要［1-3］。彎管類塑料制品，其壁厚和使用材質(zhì)的不同將對模具結(jié)構(gòu)設(shè)計以及產(chǎn)品的質(zhì)量有很大影響。彎管產(chǎn)品管道半徑的大小會影響抽芯機構(gòu)的設(shè)計以及脫模的難度，同時彎管半徑變大將會增加制品的生產(chǎn)成本［4-6］。筆者以某導(dǎo)流管為例設(shè)計出一種雙同邊抽芯異向圓弧狀導(dǎo)流管抽芯機構(gòu)，采用特殊的抽芯機構(gòu)來完成產(chǎn)品的自動脫模過程。

圖1 導(dǎo)流管產(chǎn)品示意圖

1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及脫模分析

圖1為某導(dǎo)流管產(chǎn)品。該產(chǎn)品為多段位圓弧狀導(dǎo)流管，產(chǎn)品由三部分構(gòu)成，其外形的基本尺寸為：第一段為直管，其外徑34 mm，壁厚3 mm，長度60 mm；第二段為彎管，其外徑48 mm，壁厚3 mm，中心線弧長190 mm，角度60°；第三段為直管，其外徑56 mm，壁厚3 mm，長度50 mm。從產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)來看，該產(chǎn)品在進行脫模時存在以下幾個難點：（1）導(dǎo)流管的長度較長且半徑尺寸大，直接影響到滑塊頭脫模的難度和抽芯脫模機構(gòu)的空間限制；（2）彎管部分的彎度大，須采用特殊的抽芯機構(gòu)來完成第二段的脫模工作；（3）彎管部分兩端的包緊力大，在抽芯過程中產(chǎn)品容易拉傷；（4）第三段部分的半徑比第二段部分的半徑大，不能同時脫模，須采用兩段抽芯方案來進行脫模。綜上所述，三段圓弧狀彎管抽芯過程中須克服以上四個問題，從而實現(xiàn)產(chǎn)品的自動脫模。

2 抽芯方案分析

彎管類抽芯機構(gòu)的設(shè)計難點在于抽芯方案和對應(yīng)的滑塊體的結(jié)構(gòu)設(shè)計［7-8］。根據(jù)對產(chǎn)品的分析，為了減小抽芯長度，該異向圓弧狀導(dǎo)流管抽芯機構(gòu)采用直行抽芯+彎管抽芯+直行抽芯三部分組合的方式來進行脫模，其中核心的難點在于滑塊體結(jié)構(gòu)的設(shè)計。所以根據(jù)上述彎管產(chǎn)品的特點，設(shè)計了三個脫?；瑝K體：（1）針對產(chǎn)品第二、三段圓管管徑不同的特點，采用導(dǎo)柱帶動滑塊體運動完成第三段抽芯脫模，然后再進行第二段抽芯。（2）針對產(chǎn)品彎管部分彎度大和管徑大的特點，設(shè)計了一種特殊的抽芯機構(gòu)。采用油缸推動連桿帶動圓弧形滑塊體沿轉(zhuǎn)軸做圓周運動，從而完成第二段的抽芯工作，而且避免了產(chǎn)品的拉傷。（3）第一段的直管脫模采用另外一個油缸拉動滑塊體做簡單的直線動作來完成抽芯脫模。根據(jù)實際情況的限定，本次抽芯方案為三次順序動作抽芯。

3 抽芯機構(gòu)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.1 結(jié)構(gòu)布局設(shè)計

設(shè)計的一種雙同邊抽芯異向圓弧狀彎管抽芯機構(gòu)如圖2所示。

圖2 抽芯機構(gòu)整體結(jié)構(gòu)示意圖

3.2 關(guān)鍵功能零件的設(shè)計

如2圖所示，第一段滑塊頭3、中心彎管滑塊頭4、第二滑塊頭5為成型零件；第一油缸1、第一滑塊體2、第一段滑塊頭3構(gòu)成第一抽芯組件，第一滑塊體2通過滑塊壓條安裝于模具型芯上，由第一油缸1提供抽芯動力；第二滑塊頭5、第二滑塊體6、第二滑塊壓條16、第二滑塊斜導(dǎo)柱17構(gòu)成第二抽芯組件，第二滑塊體6安裝于中心彎管滑塊頭4上尾部平直段，能滑移運動，第二滑塊體6配套的斜導(dǎo)柱為第二滑塊斜導(dǎo)柱17，第二滑塊壓條16安裝于第三滑塊體7上保證第二滑塊體6的正常運行；中心彎管滑塊頭4、第三滑塊體7、第三滑塊體轉(zhuǎn)軸8、第三滑塊體導(dǎo)向條9、壓條10、前連桿銷11、連桿12、后連桿銷13、第四滑塊體14、第二油缸15構(gòu)成第三抽芯組件。

3.3 零件裝配關(guān)系分析

各機構(gòu)零件的裝配關(guān)系如圖3所示，第三滑塊體7上開設(shè)有供第二滑塊體6安裝的滑塊槽，中心彎管滑塊頭4安裝于第三滑塊體7上；第三滑塊體7能繞以第三滑塊體轉(zhuǎn)軸8為中心的轉(zhuǎn)動抽芯運動，其抽芯動力源由第二油缸15通過拉動第四滑塊體14并通過前連桿銷11、連桿12、后連桿銷13傳遞；第四滑塊體14、第二油缸15安裝于模具型芯鑲件上；第三滑塊體7轉(zhuǎn)動運動時由第三滑塊體導(dǎo)向條9、壓條10進行運動導(dǎo)向。

圖3 抽芯機構(gòu)裝配示意圖

4 抽芯機構(gòu)工作分析

實際工作時，如圖4所示，其運動工作原理如下：

（1）開模后，第二滑塊體6在其撥動件第二滑塊斜導(dǎo)柱17的帶動下，先完成產(chǎn)品第三段處的抽芯脫模，即第二滑塊頭5先動作完成第三段直管段的抽芯脫模。

（2）開模后，第二油缸15先動作，推動第四滑塊體14按圖4中所示K3方向運動，通過連桿12，推著第三滑塊體7繞第三滑塊體轉(zhuǎn)軸8的中心做T1向轉(zhuǎn)動，從而，第三滑塊體7帶著中心彎管滑塊頭4在第三滑塊體導(dǎo)向條9的導(dǎo)向下完成產(chǎn)品上第二段管位的抽芯。

（3）第二段管位抽芯脫模完成后，第一油缸1動作，拉動第一滑塊體2按K2所示方向運動，從而拉動第一段滑塊頭3完成產(chǎn)品第一段管位的抽芯脫模。

（4）復(fù)位時，與抽芯動作過程相反，第一油缸1先動作，推動第一滑塊體2按K2所示反方向運動，從而推動第一段滑塊頭3完成復(fù)位。

圖4 抽芯機構(gòu)運動原理分析

（5）而后是第二油缸15動作，拉動第四滑塊體14按圖4中K3所示反方向運動，通過連桿12，拉著第三滑塊體7繞第三滑塊體轉(zhuǎn)軸8的中心做T1所示方向的反向轉(zhuǎn)動，從而，第三滑塊體7帶著中心彎管滑塊頭4、第二滑塊頭5、第二滑塊體6同步復(fù)位。

（6）最后是模具閉合時，第二滑塊體6在其撥動件第二滑塊斜導(dǎo)柱17的壓回帶動下，完成復(fù)位；模具閉合，等待下一個注塑循環(huán)的開始。

5 結(jié)論

（1）結(jié)合彎管產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點，設(shè)計了一種雙同邊抽芯異向圓弧狀彎管抽芯機構(gòu)，采用油缸帶動滑塊抽芯和滑塊體圓弧運動帶動彎管抽芯的方式，有效解決了滑塊頭三次順序抽芯的難題。

（2）第二段抽芯采用滑塊體帶動中心彎管沿導(dǎo)向條完成抽芯，簡單有效地解決了彎管抽芯兩端包緊力較大的問題。同時簡化了模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計，實現(xiàn)了產(chǎn)品的自動順序脫模，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，工作穩(wěn)定，有效降低了成本。

參 考 文 獻

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聯(lián)系人：李國富，教授，主要研究方向為模具成型工藝與模流CAE分析

Design of Pulling Mechanism for Multi-Arc-Shaped Guide Tube

Yang Shaozeng1， 2， Li Guofu1， Liu Jian1， 2， Zhou Xiujun3， Xiao Guohua3
（1.School of Mechanical Engineering and Mechanics， Ningbo University， Ningbo 315211， China； 2.Key Laboratory of Roll Forming Technology of Zhejiang Province， Ningbo 315211， China； 3.Zhejiang Business Technology Institute， Ningbo 315012， China）

Abstract：A dual core pulling with different side to the arc-shaped guide tube pulling mechanism was provided.According to the need for the inner bend pipe product of multiple segment core pulling，a special core-pulling mechanism was designed to finish product automatic ejection.The core pulling structure is simple，simplifying the die junction and is easy to process，which reduces mold production costs and the mold has reasonable structure，works stably and reliably.

Keywords：double with pulling side；multi-core pulling；automatic ejection

中圖分類號：TG241

文獻標識碼：A

文章編號：1001-3539（2016）01-0085-03

doi:10.3969/j.issn.1001-3539.2016.01.019

收稿日期：2015-11-03

*浙江省自然科學基金項目（LY12E09001），寧波市自然科學基金項目（2015A610150），寧波市重點學科項目（XKl15D223），浙江省新苗計劃項目（2015R405073）