注射模彈簧式子母滑塊設(shè)計(jì)方案

陳智明

（國(guó)光電器股份有限公司，廣東廣州 510000）

1 引言

在注射模設(shè)計(jì)中，對(duì)于一些有特殊要求的塑件，因?yàn)楦皆O(shè)在其上面的障礙體[1]，常常會(huì)用到在滑塊上再滑塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為解決方案，簡(jiǎn)稱滑塊的二次抽芯機(jī)構(gòu)，通常這種機(jī)構(gòu)是由一大一小的兩個(gè)滑塊組成，小滑塊依附在大滑塊上做脫模動(dòng)作，在此稱之為子母滑塊。

滑塊上的二次抽芯歸納起來可謂種類繁多，各施各法，個(gè)中巧妙，很難一語(yǔ)道盡。但是說到其應(yīng)用的場(chǎng)合，一般來說，就是抽芯機(jī)構(gòu)的垂直方向有障礙體（倒扣），不能直接一次性抽芯脫模，而需要預(yù)先完成抽芯機(jī)構(gòu)上障礙體的抽芯。此外，對(duì)于一些包緊力較大的抽芯機(jī)構(gòu)，由于拔脫力過大，一次抽芯不能順利脫模，需分開區(qū)域?qū)嵤┫群蟪樾尽?/p>

所謂滑塊上的二次抽芯設(shè)計(jì)的滑塊延遲，實(shí)際上是小滑塊預(yù)先完成第一次抽芯之后，再跟大滑塊一起運(yùn)動(dòng)完成整個(gè)抽芯過程，常用的方法大致可歸納為以下4類：①?gòu)椈裳舆t；②斜楔延遲；③擋塊延遲；④油缸延遲。

若干種的設(shè)計(jì)方法中，彈簧延遲雖然談不上是十分完美的方案，但其設(shè)計(jì)巧妙而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，被廣泛應(yīng)用。但是，彈簧是有一定的疲勞強(qiáng)度的，在使用到一定的周期后會(huì)降低性能，有失效的風(fēng)險(xiǎn)，需要實(shí)施定期檢查彈簧的使用狀況，在必要時(shí)進(jìn)行替換。

2 二次抽芯滑塊運(yùn)動(dòng)過程

滑塊上的二次抽芯實(shí)際上是垂直方向與水平方向抽芯延時(shí)機(jī)構(gòu)，子滑塊先垂直運(yùn)動(dòng)，后水平運(yùn)動(dòng)的兩段式抽芯。第一段運(yùn)動(dòng)是母滑塊水平運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)子滑塊垂直運(yùn)動(dòng)：利用母滑塊與子滑塊的斜導(dǎo)軌作用，當(dāng)母滑塊水平方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，子滑塊保持垂直方向的運(yùn)動(dòng)把水平方向的障礙抽芯脫出后，子滑塊垂直距離由H降低到H1，母滑塊水平行走距離為L(zhǎng)1；第二段遠(yuǎn)動(dòng)是子母滑塊同步水平運(yùn)動(dòng)：子滑塊停留在母滑塊上，垂直距離H1不變，然后依附在母滑塊上一起繼續(xù)向水平方向整體運(yùn)動(dòng)，水平行走距離為L(zhǎng)2，至此，子母滑塊抽芯全部脫出垂直方向的障礙。所以說參與這二段運(yùn)動(dòng)的滑塊的延遲動(dòng)作的位置必須界限清晰，才能安全可靠，不然就會(huì)拉傷產(chǎn)品，甚至毀壞模具，如圖1所示。

圖1 子母滑塊運(yùn)動(dòng)過程位置簡(jiǎn)圖

3 塑件障礙體分析

如圖2所示，這個(gè)塑件的長(zhǎng)邊中段存在一個(gè)區(qū)域的障礙體，具體情況如圖2中的截面圖，在同一個(gè)側(cè)凹空間存在兩個(gè)方向的障礙體：水平障礙體與垂直障礙體。

圖2 塑件障礙體

很顯然，諸如此類的塑件所要求的側(cè)凹結(jié)構(gòu)，要想通過一次性的抽芯機(jī)構(gòu)來完成障礙體的脫模是不可能達(dá)到目的的，必須另辟蹊徑，采用一些可行的措施才能解決。也就是要利用子母滑塊來設(shè)計(jì)具體的抽芯機(jī)構(gòu)。

4 子母滑塊結(jié)構(gòu)介紹

子母滑塊的組件分解如圖3所示。子滑塊1、子滑塊拉桿2和子滑塊彈簧3組合為子滑塊組；母滑塊4與母滑塊座5由螺釘固定組合為一體，作為母滑塊組。實(shí)際上是組成了子母滑塊的兩大組合件來完成整個(gè)二次抽芯過程。子滑塊組通過子滑塊拉桿2連接在母滑塊相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)向孔里，由子滑塊彈簧3提供滑出動(dòng)力，讓子滑塊組沿著母滑塊的導(dǎo)軌斜向滑運(yùn)動(dòng)，如圖4所示。

圖3 滑塊組件分解詳圖

圖4 子滑塊組與母滑塊組

5 子母滑塊開模順序

如圖5所示，合模狀態(tài)下子母滑塊機(jī)構(gòu)所在的位置，在側(cè)凹區(qū)域顯然是存在水平障礙和垂直障礙，這兩個(gè)不同方向的障礙體是無法一次抽芯完成的。

圖5 合模狀態(tài)下的子母滑塊

型腔在注射成型完成后開模時(shí)，母滑塊組在斜導(dǎo)柱驅(qū)動(dòng)下向外運(yùn)動(dòng)，子滑塊組在拉桿上的彈簧力作用下向前彈出，但由于子滑塊的前端被模芯的限位止動(dòng)不能向前，實(shí)際上只有母滑塊向右的水平運(yùn)動(dòng)，而子滑塊只能在母滑塊的燕尾導(dǎo)軌作用下沿著前端的限位作垂直方向的運(yùn)動(dòng)，先把水平障礙Q1脫開。當(dāng)母滑塊向外水平滑動(dòng)距離到L1時(shí)，子滑塊向下垂直滑動(dòng)直到子滑塊拉桿被母滑塊的限位止動(dòng)（子滑塊與母滑塊拉開的最大距離為M），子滑塊再也不能向下垂直滑動(dòng)了，如圖6所示。注意，此時(shí)子滑塊垂直向下的滑動(dòng)距離必須保證A1＞A+（2～3mm），才能保證塑件的抽芯安全。

圖6 開模時(shí)子母滑塊滑動(dòng)距離為L(zhǎng)1狀態(tài)圖

此時(shí)子滑塊就只能跟著母滑塊一起向外水平運(yùn)動(dòng)，與此同時(shí)，母滑塊也完成了垂直方向的障礙Q2的脫模。直至向外水平滑動(dòng)距離到L2時(shí)，由母滑塊擋塊限位制動(dòng)而終止，完成整個(gè)塑件側(cè)凹的脫模過程。如圖7所示。

圖7 模具完全打開狀態(tài)的子母滑塊位置（已隱去部分部件）

6 子母滑塊合模順序

如圖8所示，子母滑塊合模順序：合模時(shí)，應(yīng)該是開模動(dòng)作的逆向運(yùn)動(dòng)。斜導(dǎo)柱先推動(dòng)母滑塊組與子滑塊組一起向前，當(dāng)子滑塊限位面與模芯限位面嚙合時(shí)，子滑塊組就完全復(fù)位并停止向前運(yùn)動(dòng)，母滑塊組繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)子滑塊組沿著限位面向上滑動(dòng)復(fù)位，直至母滑塊回復(fù)到原位，子母滑塊同時(shí)停止運(yùn)動(dòng)，完成整個(gè)合模過程。

7 子母滑塊設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)

7.1 滑塊空間距離要足夠

側(cè)凹障礙體所處在的空間距離（H）要足夠，不但要滿足子母滑塊的抽芯行程不受干涉，而且還要保證子母滑塊零件的足夠強(qiáng)度。如圖9所示，在滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度的前提下，母滑塊的D尺寸要保證子滑塊S安全滑動(dòng)的距離超過障礙體A，亦即要滿足D＞A+安全距離。圖9中的尺寸為本案例所選用的設(shè)計(jì)參數(shù)，僅供參考。

圖9 側(cè)凹障礙體尺寸示意圖

7.2 限位平面

開模時(shí)在子母滑塊組的第一段運(yùn)動(dòng)中，子滑塊之所以能夠確保在固定位置上下垂直滑動(dòng)，其關(guān)鍵點(diǎn)是在子滑塊與模芯之間有一處嚙合的限位平面結(jié)構(gòu)，是子母滑塊組在開模與合模過程中的安全保障，如圖10所示。開模時(shí)，子滑塊通過限位拉桿上的彈簧的彈力，在母滑塊水平后退時(shí)，子滑塊就被保持壓貼在這個(gè)限位平面上，而且子滑塊還能在這個(gè)平面上垂直向下滑動(dòng)，直到子滑塊上的限位拉桿被母滑塊拉動(dòng)而分開。圖11所示為開模過程中子母滑塊在限位平面的運(yùn)動(dòng)順序。

圖10 子滑塊與模芯嚙合限位平面

圖11 開模時(shí)子滑塊與模芯限位面的運(yùn)動(dòng)分解

同理，合模過程中這個(gè)限位平面在子母滑塊的運(yùn)動(dòng)中所起的作用也是極其重要的。合模時(shí)子滑塊在彈簧的壓力被保持在離母滑塊的限位距離（M）上，隨著母滑塊向左水平滑動(dòng)，子滑塊的限位平面首先碰擦在模芯的嚙合平面上，做向上垂直滑動(dòng)（而不會(huì)繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)碰壞其它模具零件）。直到母滑塊水平滑動(dòng)回歸原位，同時(shí)子滑塊也停止向上滑動(dòng)而固定在原位。

由此可見，這個(gè)限位的嚙合平面結(jié)構(gòu)不但是保證開模時(shí)子滑塊從垂直滑動(dòng)轉(zhuǎn)換到水平運(yùn)動(dòng)的過程中不損壞塑件的重要部件，同時(shí)也是保證合模時(shí)子滑塊從水平運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為垂直滑動(dòng)而安全歸位的重要部件。

這種所謂彈簧式二次抽芯機(jī)構(gòu)在一定程度上是可以當(dāng)作為一組橫置的斜頂機(jī)構(gòu)，相對(duì)于注射模的結(jié)構(gòu)，用相對(duì)運(yùn)動(dòng)的概念來比較的話，如果把母滑塊看作模具的模芯，把子滑塊看作斜頂時(shí)，就會(huì)有等同于母滑塊不動(dòng)作，只是子滑塊在母滑塊的導(dǎo)軌上做斜向頂出的動(dòng)作，退出倒扣所造成的障礙，從而使得塑件能夠得以順利抽芯。

8 結(jié)束語(yǔ)

彈簧式子母滑塊就只是眾多的二次抽芯滑塊機(jī)構(gòu)中的一種而已，本人只是試圖用簡(jiǎn)單的圖文解析來文中所述的抽芯原理。誠(chéng)然，一個(gè)抽芯機(jī)構(gòu)的可行性必須要全面考慮其在整個(gè)生產(chǎn)周期中的可靠性，也就是要保證子母滑塊在開模與合模的整個(gè)過程中的各個(gè)零部件運(yùn)動(dòng)與配合的可靠性、行程定位的準(zhǔn)確性。

從這整套子母滑塊的組成部件來看，主要是分為兩大部分：子滑塊組和母滑塊組，運(yùn)動(dòng)界限清晰，零件數(shù)量比較少。

該彈簧式二次抽芯機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：子滑塊是分為兩段是的運(yùn)動(dòng)，由斜導(dǎo)柱驅(qū)動(dòng)母滑塊水平滑動(dòng)，帶動(dòng)子滑塊先后做垂直和水平兩段運(yùn)動(dòng)，通過限位平面的嚙合，巧妙地把子滑塊的垂直滑動(dòng)和水平運(yùn)動(dòng)安全而又順暢的轉(zhuǎn)換，模具開合自如，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)潔而又安全，方便制造，利于保養(yǎng)維護(hù)。