保護卡套塑件的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計

程剛 王乾

摘 要：本文對保護卡套塑件進行了模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，該塑件由于背面有倒扣和凹口，需要側(cè)向分型抽芯，給模具結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來了難度。首先確定了塑件的分型面位置，然后進行了澆注系統(tǒng)設(shè)計，采用兩點輪輻式進料。然后重點進行側(cè)向抽芯機構(gòu)的設(shè)計，將塑件長邊上的倒扣和凹口采用斜頂側(cè)向分型抽芯，將塑件短邊上的凹口采用側(cè)型芯滑塊進行內(nèi)側(cè)側(cè)向抽芯。最后，對推出系統(tǒng)做了設(shè)計。結(jié)果表明：該模具設(shè)計方案切實可行，整個模具開合模動作合理、可靠、高效，實現(xiàn)了低成本、高效率的模具結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞：模具結(jié)構(gòu);側(cè)向分型;分型面;推桿;輪輻式澆口

1 塑件結(jié)構(gòu)分析

圖1所示為一自動導(dǎo)航搬運車上某個零件的保護卡套塑件，長116mm，寬88mm，高14mm，壁厚為1.3mm，屬于薄壁塑件。塑件正面結(jié)構(gòu)比較簡單，從形狀上分析就是一中空的方殼類塑件，但背面有很多倒扣和凹口用以卡扣，如圖1b所示（圖示為塑件的一側(cè)倒扣和凹口，另一側(cè)完全對稱），這就為模具設(shè)計帶來了難點之一[1-2];此外，塑件的背面有很多筋狀結(jié)構(gòu)，將塑件的背面劃分成很多細(xì)小的方格，推出機構(gòu)的設(shè)置就會受到筋結(jié)構(gòu)的限制[3]。通過對塑件成型模具的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，不僅從生產(chǎn)的角度保證模具結(jié)構(gòu)合理，還能成功注塑出合格的塑件，從成本的角度保證模具結(jié)構(gòu)簡單，盡量將模具結(jié)構(gòu)簡化，以降低制造、用材和注塑動作方面的成本。

2 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1 分型面位置確定

分型面是模具打開的位置，同時也是塑件被推出機構(gòu)推出和取下的位置，此位置一般要設(shè)置在塑件的最大輪廓處，以防塑件在推出時被模具的模板擋住而無法取下模具。從塑件的形狀來看，是一個典型的方殼類塑件，從上到下截面一致大小，那自然就應(yīng)如圖2所示，正面朝上，底面作為塑件分型面，圖中的ZC軸為開模方向。如此放置的好處是，塑件的外表面凹入模具型腔，全由型腔成型，塑件的內(nèi)表面全由模具型芯成型，開模時塑件內(nèi)壁由于冷卻收縮的原因緊緊包裹住模具的型芯，自然而然被移動的模具型芯帶動跟隨，脫離型腔，形成分模[4-5]。

2.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計

塑件中間為一方孔，故選擇將澆注系統(tǒng)設(shè)置在方孔處，采用輪輻式澆口[6]。從節(jié)省塑料的角度考慮，兩個澆口設(shè)置在塑件的縱向，這樣分流道較短，既可減少澆注系統(tǒng)凝料，又可減少料流在流道中的流動時間，減少熱量的損失，便于充模，如圖3所示。為了不影響塑件的質(zhì)量，避免在塑件外表面造成澆口痕跡，故澆口與塑件的連接采用搭接的形式，鉆進塑件的背面，縱有澆口痕跡，塑件裝配后也完全看不見，不影響塑件的美觀。

另外，由于塑件的分型面為一平面并不復(fù)雜，又位于塑件注塑流動的料流末端，所以正好可利用塑件的分型面裝配間隙進行排氣，而無需再額外開設(shè)排氣槽，減少了模具制造加工的工作量。良好的排氣有助于塑件更好地充模，增強塑件成型后的強度，提高塑件的使用壽命。

2.3 側(cè)向分型抽芯機構(gòu)設(shè)計

塑件的卡扣和凹口完全阻礙了塑件的脫模，在模具分型后，推出機構(gòu)開始工作時，必須解決成型塑件卡扣和凹口的側(cè)向小型芯的脫模問題，否則塑件將無法從模具上脫出。從圖1b中可以看到塑件上的側(cè)抽全部都是內(nèi)側(cè)側(cè)抽，要實現(xiàn)內(nèi)側(cè)的側(cè)抽，采用常規(guī)結(jié)構(gòu)會造成模具結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。根據(jù)倒扣和凹口的位置和形狀的不同，設(shè)計了不同的側(cè)抽實現(xiàn)形式，從而簡化模具結(jié)構(gòu)。如圖4所示，將塑件長邊上的倒扣和凹口采用側(cè)抽結(jié)構(gòu)1——斜頂側(cè)抽成型[7-8]，將塑件短邊上的凹口采用側(cè)抽結(jié)構(gòu)2——側(cè)滑塊內(nèi)側(cè)側(cè)抽成型[9-10]。

側(cè)抽結(jié)構(gòu)1中，因為左邊圈中的一個倒扣和一個凹口靠得比較近，所以可以合并使用同一個斜頂成型和側(cè)抽，同理右邊也是采用同一個斜頂，所以塑件的長邊是單邊采用兩個斜頂側(cè)抽，雙邊即采用四個，如圖5所示。圖6所示為斜頂和型芯的配合，從圖6b的放大圖中可以清晰地看到斜頂上的方形突起即是成型塑件上的凹口，而斜頂與型芯配合形成的三角凹陷即是成型塑件上的倒扣。斜頂安裝的方向是倒向模具的內(nèi)側(cè)，安裝的位置是在模具的推桿固定板上，在開模時，斜頂跟隨動模后退，與塑件保持相對不動，到推出機構(gòu)開始推出時，斜頂和推桿保持同步向前運動，同時沿斜向內(nèi)側(cè)運動，倒扣和凹口在向內(nèi)側(cè)的運動中離開塑件實現(xiàn)側(cè)抽，而在沿模具開模方向的運動中始終保持和塑件運動同步，故對塑件的脫模不造成任何阻礙，塑件可順利脫模。側(cè)抽結(jié)構(gòu)2采用側(cè)型芯內(nèi)側(cè)側(cè)抽，如圖7所示，在型腔內(nèi)預(yù)留抽芯間隙，在推出機構(gòu)工作前，側(cè)滑塊向內(nèi)側(cè)運動，先一步將側(cè)型芯抽離塑件，使得側(cè)型芯不再阻礙下一步的脫模動作。

2.4 推出系統(tǒng)設(shè)計

塑件采用推桿進行推出，但由于塑件本身是薄壁塑件，不能承受太大的推力，以免頂壞塑件，所以需要設(shè)置多個推桿以分散推出力，如圖8所示，共設(shè)置10個推桿，對稱布置。中間設(shè)置兩個推桿的目的在于考慮到塑件較長，為避免兩側(cè)推桿的推出力導(dǎo)致塑件在中間位置變形，所以中間加設(shè)兩個推桿。

3 模具裝配圖及工作原理

模具工作原理：在模具閉合狀態(tài)下，熔融的塑料注射入模具的型腔，冷卻成型。然后模具開模，塑件緊緊包裹住型芯跟隨動模后退，同時側(cè)型芯滑塊向內(nèi)側(cè)運動，實現(xiàn)塑件短邊上的凹口與側(cè)向小型芯分離。當(dāng)動模退到一定位置，注射機頂桿頂住推桿推板，推出機構(gòu)開始工作，推桿向前頂出塑件。與此同時，斜頂也被推出結(jié)構(gòu)同步頂出，斜頂向內(nèi)側(cè)斜向運動，一邊跟隨塑件同步運動將塑件頂出，提供了一部分的脫模力，一邊實現(xiàn)了塑件長邊上的倒扣和凹口與側(cè)向型芯的分離。最終，塑件被頂出，實現(xiàn)了該塑件的注塑生產(chǎn)，整個模具開合模動作合理、可靠、高效，實現(xiàn)了低成本、高效率的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計（見圖9）。

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