復(fù)合型組合式透明塑料模教具的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

陸龍福

（黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電學(xué)院，湖北 黃岡 438002）

模具行業(yè)與人們的生活息息相關(guān)，人們的衣、食、住、行都離不開模具。模具設(shè)計(jì)與制造是一門綜合性、實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，也是近年來飛速發(fā)展的學(xué)科之一。復(fù)合型組合式的透明塑料模教具屬于教學(xué)器材領(lǐng)域，尤其是涉及到一種能夠?qū)崿F(xiàn)一模多件、一模不同塑件和一模不同推出機(jī)構(gòu)的模具結(jié)構(gòu)之間相互轉(zhuǎn)換組合的塑料模透明教具。

1 設(shè)計(jì)理念

1.1 創(chuàng)新

（1）所設(shè)計(jì)的復(fù)合型組合式透明塑料模教具，不只是簡單幾套模具疊加，兼具多套模具功能的同時，模具結(jié)構(gòu)新穎、獨(dú)特。

（2）切換自如、整套具所有零件可視化，更換部件少。

（3）能與標(biāo)準(zhǔn)件無縫對接，降低模具零件成本，可實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。

1.2 組合式

（1）把原有單一功能模具教具，通過技術(shù)改造升級，設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)合理、運(yùn)動穩(wěn)定、原理可行的多種功能的組合式模具，技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)在于如何解決多種功能模具的尺寸兼容，運(yùn)動不干涉[6]，轉(zhuǎn)換方便的問題。

（2）主要涉及單、雙分型面組合，推桿推出機(jī)構(gòu)、推件板推出機(jī)構(gòu)和推桿推件板推出機(jī)構(gòu)組合幾種常用典型的模具間組合和轉(zhuǎn)換。

1.3 產(chǎn)品可變

設(shè)計(jì)的復(fù)合型組合式透明塑料模教具，還可以通過更換不同的模仁（型芯、型腔）生產(chǎn)出不同的產(chǎn)品。

2 功能的實(shí)現(xiàn)

2.1 教具結(jié)構(gòu)及組成

如圖1所示，復(fù)合型組合式透明塑料模教具是由模架[1][2]、可更換模仁和推件裝置等三大部分構(gòu)成。

圖1 推桿推出型（合模）

（1）模架 模架是由定模板6、定模座板7、定模座板緊固螺釘8、定位圈10、澆口套緊固螺釘11、澆口套12、定位圈緊固螺釘13、定模板導(dǎo)套14組成的定模和由動模板3、導(dǎo)柱15、支撐板16、復(fù)位桿18、墊塊19、推桿固定板20、推板21、垃圾釘22、動模座板緊固螺釘23、動模座板24、動模緊固螺釘25、推板緊固螺釘26組成。

定模板通過定模座板緊固螺釘固定安裝在定模座板上，并在定模板中心開設(shè)安裝凹模模仁的?？颍慕窃O(shè)置了定模板導(dǎo)套，定模座板內(nèi)側(cè)對應(yīng)定模板四角的定模板導(dǎo)套處開設(shè)了導(dǎo)柱避讓孔。定位圈和澆口套通過澆口套緊固螺釘和定位圈緊固螺釘安裝于定模座板上，組成模具的澆注系統(tǒng)。墊塊通過動模座板緊固螺釘與動模座板固定連接，支撐板和動模板通過動模緊固螺釘與固定安裝在動模座板上的墊塊組合成一體，并在動模板中心開設(shè)安裝凸模模仁的?？?，在動模板上對應(yīng)于定模板四角的定模板導(dǎo)套處安裝了導(dǎo)柱。垃圾釘安裝于動模座板內(nèi)側(cè)，推桿固定板和推板置于動模座板、墊塊和支撐板構(gòu)成的空腔內(nèi)，復(fù)位桿安裝于推桿固定板、推板間，通過推板緊固螺釘固定。

（2）可更換模仁 可更換模仁是由凸模型芯1、凸模模仁2、凹模模仁5、凹模模仁緊固螺釘9和凸模模仁緊固螺釘28組成。

凸模型芯和凸模模仁由凸模模仁緊固螺釘緊固于動模板中心開設(shè)安裝凸模模仁的?？騼?nèi)，凹模模仁由凹模模仁緊固螺釘緊固在定模板中心開設(shè)安裝凹模模仁的?？騼?nèi)。根據(jù)安裝于凸模模仁內(nèi)的不同形狀凸模型芯，在凹模模仁開設(shè)與塑件外形相一致的型腔即可得到一模多件和一模不同塑件的模具結(jié)構(gòu)。

（3）推件裝置 推件裝置包括推桿推出機(jī)構(gòu)和推板推出機(jī)構(gòu)，可根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)要求選擇其中的任一種或兩者組合。推桿推出機(jī)構(gòu)是由推桿固定板20、推板21、拉料桿17、推桿27組成，拉料桿和推桿穿過推桿固定板后，通過推板緊固螺釘將推板與推桿固定板連成一體置于動模座板、墊塊和支撐板構(gòu)成的空腔內(nèi)，桿端依次穿過支撐板、動模板和凸模型芯的導(dǎo)孔；推板推出機(jī)構(gòu)是由推件板29和推件板導(dǎo)套30組成，推件板套裝在凸模型芯上，其四角對應(yīng)導(dǎo)柱處設(shè)置了推件板導(dǎo)套。在推件板與凸模模仁相接觸的一側(cè)開設(shè)1mm深的避讓方孔，如圖3所示。

圖3 推件板推出形式（合模）

2.2 功能實(shí)現(xiàn)

螺釘、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、垃圾釘、拉料桿、推桿、復(fù)位桿、定位圈、澆口套按模具標(biāo)準(zhǔn)件商品規(guī)格直接選用，其它的零件采用PMMA制作。

（1）推桿推出機(jī)構(gòu)動作 如圖2所示，動、定模分開后，在推桿固定板20和推板21作用下，帶動拉料桿17、推桿27將塑件4推出脫離凸模型芯1。

圖2 推桿推出型（開模）

（2）推出機(jī)構(gòu)間切換 如圖3所示，在動模板上3加裝與凸模型芯1相配合的推件板29，凸模型芯1高度在原來基礎(chǔ)上增加一個推件板29厚度的尺寸，在與凸模模仁[3][4]2相接觸的推件板29一側(cè)開設(shè)模1mm深的避讓方孔，避讓凸模模仁2高出的0.5mm高度，和復(fù)位桿18高出的1mm的高度，其他零件不動，即可得到由推桿推出機(jī)構(gòu)到推桿推出和推件板推出組合的推出機(jī)構(gòu)，卸下推桿，即可轉(zhuǎn)變?yōu)橥萍逋瞥鰴C(jī)構(gòu)；動、定模分開后，在推桿固定板20和推板21作用下，帶動拉料桿17、復(fù)位桿、推桿27、推件板29將塑件4推出脫離凸模型芯1。

（3）不同模仁間模架結(jié)構(gòu)切換 如圖4、圖5、圖6所示，將外形尺寸相同的凸模模仁2、凹模模仁5分別安裝于動模板3和定模板6上，將不同形狀凸模型芯1安裝于凸模模仁2、凹模模仁開設(shè)與塑件4外形相一致的型腔即得到一模多件和一模不同塑件的模具結(jié)構(gòu)[[4]。

圖4 一模一件模仁結(jié)構(gòu)

圖5 一模兩件模仁結(jié)構(gòu)

圖6 一模四件模仁結(jié)構(gòu)

3 擬解決技術(shù)難題

3.1 導(dǎo)柱避讓

由于推件板推出使用的導(dǎo)柱比推桿推出機(jī)構(gòu)導(dǎo)柱高出推件板[5][6]厚度尺寸，所以，在定模板相應(yīng)位置須開始導(dǎo)柱避讓孔。

3.2 復(fù)位桿、型芯、型腔分型面避讓

在動模板上加裝與凸模型芯相配合的推件板，凸模型芯高度在原來基礎(chǔ)上增加一個推件板厚度的尺寸，在與凸模模仁相接觸的推件板一側(cè)開設(shè)模1mm深的避讓方孔，避讓凸模模仁高出0.5mm的高度，和復(fù)位桿高出1mm的高度。

3.3 推桿位置的確認(rèn)

推桿推出位置取決于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、形狀以及尺寸等因素，此外還要兼顧多種模仁生產(chǎn)不同產(chǎn)品時需要的推桿位置、數(shù)量以及推件板尺寸不能發(fā)生改變。所生產(chǎn)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、尺寸需要類似，需要推桿推出時，推出位置及數(shù)量能夠兼容不同產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，這是技術(shù)的核心和難點(diǎn)部分。設(shè)計(jì)模具推出機(jī)構(gòu)時，采用并求工程，首先把需要生產(chǎn)產(chǎn)品的推出位置按共同點(diǎn)和獨(dú)立點(diǎn)分類，共同點(diǎn)位置的推出機(jī)構(gòu)設(shè)置成固定的推桿推出，獨(dú)立點(diǎn)位置的推出桿機(jī)構(gòu)設(shè)置成可變活動的推出機(jī)構(gòu)。

4 應(yīng)用價值

復(fù)合型組合式的透明塑料模教具其更換部件少、易于拆裝、結(jié)構(gòu)多樣、通用性強(qiáng)；一套教具能完成多種方式的組合和運(yùn)動原理講解，教師根據(jù)授課需要能方便地轉(zhuǎn)換成相應(yīng)結(jié)構(gòu)、不同推出方式的教具。目前市場上單一的一套透明塑料模具教具價格為6千元-8千元人民幣不等，本文設(shè)計(jì)的復(fù)合型組合式透明塑料模教具市場估價1萬元人民幣左右，至少滿足4-6套單一模具功能，成本大大減至原來的1/4左右，具有極大的市場價值。

復(fù)合型組合式的透明塑料模教具它解決了現(xiàn)有教具只能展示單一的模具結(jié)構(gòu)及功能，教學(xué)成本高，不便于模具結(jié)構(gòu)講解、運(yùn)動原理演示等問題。其特征在于：模架包括定模和動模部分，可更換模仁是由凸模型芯、凸模模仁、凹模模仁組成，推件裝置包括推桿推出機(jī)構(gòu)和推板推出機(jī)構(gòu)兩部分。作為教具的更換部分，只需更換結(jié)構(gòu)相近、總體尺寸變化不大的成型零件便可實(shí)現(xiàn)不同塑件或一模多件間的教具相互轉(zhuǎn)變；亦可實(shí)現(xiàn)推桿、推板和推桿推板組合推出機(jī)構(gòu)間的轉(zhuǎn)換。