基于非標(biāo)脫模機(jī)構(gòu)的長(zhǎng)圓管注射模設(shè)計(jì)

劉海建

（廣東省技師學(xué)院，廣東 惠州 516100）

0 引言

對(duì)于管類塑件，有2種常見的成型模具結(jié)構(gòu)：①將待成型塑件水平擺放，外表面由動(dòng)、定模各成型一半，型芯由側(cè)滑塊脫模，由推桿推出塑件；②將待成型塑件豎直擺放，外表面由2 塊哈夫滑塊各成型一半，型芯位于動(dòng)模，塑件由推件板推出。運(yùn)用這2種模具結(jié)構(gòu)成型的管類塑件長(zhǎng)度較小，且塑件沒有扣位[1-2]。對(duì)于長(zhǎng)度較長(zhǎng)并有扣位的管類塑件，不適合采用上述模具結(jié)構(gòu)成型，需要設(shè)計(jì)特殊的模具結(jié)構(gòu)。如某電器的外殼是細(xì)長(zhǎng)的圓筒形塑件，由于其長(zhǎng)度較長(zhǎng)，如果用液壓缸抽芯，則抽芯的脫模距離和液壓缸活塞伸縮的距離都較長(zhǎng)，會(huì)影響模具的精度。為了保證成型塑件的精度，設(shè)計(jì)了非標(biāo)脫模結(jié)構(gòu)，其脫模過程：先將長(zhǎng)型芯沿軸線方向脫模，使塑件與長(zhǎng)型芯分離后，再用液壓缸將整個(gè)抽芯機(jī)構(gòu)頂起，然后沿長(zhǎng)型芯的軸線方向?qū)⑺芗〕觥，F(xiàn)對(duì)這種塑件的成型模結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)分析。

1 塑件結(jié)構(gòu)

塑件結(jié)構(gòu)如圖1 所示，長(zhǎng)為374 mm，小端外徑為φ51 mm，壁厚為2 mm，長(zhǎng)徑比為7.3∶1，形狀細(xì)長(zhǎng)，沿軸線方向的雙邊斜度為0.25°。塑件小端內(nèi)徑為φ36 mm，在小端內(nèi)表面有6 個(gè)凸起。塑件外表面均勻分布3 條寬為7 mm 的長(zhǎng)槽，其中一條長(zhǎng)槽內(nèi)部有一個(gè)槽形孔，在該長(zhǎng)槽的兩側(cè)各有2 個(gè)凹陷?？拷芗《擞? 個(gè)方孔，尺寸為28 mm×20 mm，2 個(gè)方孔截面中心線的夾角為120°，扣位①和扣位②位于方孔的兩端，塑件大端的外圓柱面有若干條筋位。模具設(shè)計(jì)有2 個(gè)難點(diǎn)：一是方孔、扣位①、扣位②距離較近，不能設(shè)計(jì)獨(dú)立的脫模機(jī)構(gòu)，必須設(shè)計(jì)聯(lián)動(dòng)脫模機(jī)構(gòu)；二是長(zhǎng)抽芯機(jī)構(gòu)的脫模距離較長(zhǎng)，考慮模具成型精度的問題，不能一次性將長(zhǎng)型芯從塑件中抽出，需設(shè)計(jì)非標(biāo)脫模機(jī)構(gòu)。

圖1 塑件結(jié)構(gòu)

2 模具結(jié)構(gòu)

將待成型塑件橫向擺放在模具的分型面上，其中槽形孔、槽形孔所在的長(zhǎng)槽、長(zhǎng)槽兩邊的凹陷向下擺放，由動(dòng)模鑲件成型；塑件另外2 條長(zhǎng)槽位于左、右兩側(cè)的斜上方，采用液壓缸＋滑塊的機(jī)構(gòu)向斜上方抽芯脫模；對(duì)于扣位①，采用滑塊與動(dòng)模鑲件對(duì)碰的結(jié)構(gòu)成型；方孔及與方孔相連的扣位②采用聯(lián)動(dòng)滑塊機(jī)構(gòu)向斜下方抽芯脫模；內(nèi)表面的抽芯分成小端抽芯和大端抽芯2段，2段抽芯的對(duì)碰面位于小端內(nèi)表面的圓弧邊線處，2 段型芯都采用液壓缸驅(qū)動(dòng)，模具抽芯結(jié)構(gòu)如圖2所示[3,4]。

圖2 模具抽芯機(jī)構(gòu)

2.1 方孔與扣位①及扣位②的脫模結(jié)構(gòu)

扣位①位于方孔的左邊，由于扣位①的2 個(gè)側(cè)面是斜面，采用滑塊與動(dòng)模鑲件對(duì)碰的結(jié)構(gòu)脫模，對(duì)碰面位于扣位①的中間位置，將扣位①?gòu)闹虚g分開，對(duì)碰面的上方為滑塊，下方為動(dòng)模鑲件?？畚虎谖挥诜娇椎挠疫叄捎诜娇着c扣位②距離較近，采用聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)脫模，如圖3所示。

圖3 成型方孔與扣位①及扣位②的模具結(jié)構(gòu)

2.2 塑件小端抽芯機(jī)構(gòu)

塑件小端抽芯機(jī)構(gòu)主要包括液壓缸、液壓缸支架、限位開關(guān)、抽芯座、型芯固定板、型芯等，如圖4所示。為了保證與長(zhǎng)型芯的復(fù)位精度，在小型芯的端面設(shè)置一個(gè)用于定位的圓臺(tái)。

圖4 塑件小端抽芯機(jī)構(gòu)

2.3 塑件大端抽芯機(jī)構(gòu)

塑件大端抽芯機(jī)構(gòu)包括長(zhǎng)型芯、型芯固定板、抽芯座、抽芯液壓缸、頂起液壓缸、滑槽板、導(dǎo)柱、導(dǎo)套等，如圖5所示。由于塑件較長(zhǎng)，如果脫模時(shí)將長(zhǎng)型芯從塑件中完全抽出，液壓缸的活塞桿和滑槽的距離都較長(zhǎng)，影響塑件成型的精度，將長(zhǎng)型芯的脫模距離設(shè)置為塑件長(zhǎng)度的2/3，然后用液壓缸活塞桿將整個(gè)抽芯機(jī)構(gòu)和塑件頂起，最后沿軸向?qū)⑺芗〕觥榱耸钩樾緳C(jī)構(gòu)在上、下運(yùn)動(dòng)時(shí)保持平衡，在滑槽和動(dòng)模板上設(shè)置4副導(dǎo)柱導(dǎo)套。

圖5 塑件大端抽芯機(jī)構(gòu)

2.4 塑件斜長(zhǎng)槽抽芯機(jī)構(gòu)

分布在塑件兩側(cè)的2 條長(zhǎng)槽不能直接脫模，需要采用斜抽芯方式向斜上方運(yùn)動(dòng)脫模，斜抽芯結(jié)構(gòu)包括液壓缸、滑塊座、滑塊、限位開關(guān)等，如圖6所示。

圖6 長(zhǎng)槽抽芯機(jī)構(gòu)

2.5 聯(lián)動(dòng)脫模機(jī)構(gòu)

扣位②與方孔距離較近，由于模具空間有限，無(wú)法設(shè)置2 個(gè)獨(dú)立的脫模機(jī)構(gòu)，而是將扣位②的滑塊放置在方孔滑塊中，由方孔滑塊驅(qū)動(dòng)扣位②滑塊運(yùn)動(dòng)，形成聯(lián)動(dòng)脫模機(jī)構(gòu)，包括液壓缸、支架、方孔滑塊座、方孔滑塊、扣位②滑塊座、扣位②滑塊和壓緊楔等，如圖7（a）所示，其剖面結(jié)構(gòu)如圖7（b）所示?；瑝K機(jī)構(gòu)的壓緊楔一般位于脫模機(jī)構(gòu)的上方，但為了避開其上方的長(zhǎng)槽脫模機(jī)構(gòu)，將該機(jī)構(gòu)的壓緊楔設(shè)置在方孔滑塊座的下方，固定在動(dòng)模座板上。為了在脫模前先將壓緊楔移開，將模具設(shè)計(jì)為2 次開模，并將第1次開模設(shè)在動(dòng)模座板與動(dòng)模板之間。

圖7 方孔和扣位②的聯(lián)動(dòng)脫模機(jī)構(gòu)

扣位②的脫模機(jī)構(gòu)由扣位②滑塊、圓柱銷、扣位②滑塊座等組成，圓柱銷的兩端放置在扣位②滑塊座的臺(tái)階上，如圖7（c）所示。由于扣位②滑塊座固定在動(dòng)模板上，當(dāng)液壓缸活塞桿驅(qū)動(dòng)方孔滑塊脫模時(shí)，扣位②滑塊座保持不動(dòng)，方孔滑塊中75°斜面將驅(qū)動(dòng)扣位②滑塊沿扣位②滑塊座的臺(tái)階側(cè)向運(yùn)動(dòng)，使扣位②脫模[5-6]。

3 澆注系統(tǒng)

模具采用熱流道轉(zhuǎn)普通流道的澆注系統(tǒng)，從塑件小端進(jìn)料注射，如圖8（a）所示。由于熱流道所在位置是2 個(gè)長(zhǎng)槽滑塊的對(duì)碰面，將普通流道的主流道設(shè)置在2 個(gè)長(zhǎng)槽滑塊的對(duì)碰面上，再在小端抽芯的分型面上繞小端的抽芯開設(shè)一圈環(huán)形分流道，設(shè)置3個(gè)進(jìn)料口，如圖8（b）所示。澆口橫截面較小，而縱向分流道的橫截面積較大，可以視為冷料穴，能有效防止塑件表面出現(xiàn)流痕等不良現(xiàn)象[7-8]。

圖8 澆注系統(tǒng)

4 冷卻系統(tǒng)

冷卻系統(tǒng)對(duì)于維持模具溫度平衡起重要的作用。該模具的主要零件比較平整，適合采用直通式隨形水路，其中長(zhǎng)型芯和短型芯采用隔片+水井式水路冷卻，在抽芯座上設(shè)置直通式水路，如圖9（a）、（b）所示。長(zhǎng)槽滑塊采用2條直通式水路，如圖9（c）所示。動(dòng)模鑲件冷卻水路需要避開2個(gè)向斜下方運(yùn)動(dòng)的抽芯機(jī)構(gòu)，因此動(dòng)模鑲件兩端的冷卻水路布局不一致，其中一端采用橫向排列的直通式水路，另一端采用縱向排列的直通式水路，如圖9（d）所示。動(dòng)模鑲件的冷卻水路全部采用單向式的直通水路，可有效防止從其他位置帶進(jìn)熱量，導(dǎo)致模具溫度不均勻[9-10]。

圖9 冷卻系統(tǒng)

5 模具結(jié)構(gòu)

模具結(jié)構(gòu)如圖10 所示，采用異形模架，取消推板、推桿固定板和2塊墊板，將動(dòng)模板與動(dòng)模座板直接相連。

圖10 模具結(jié)構(gòu)

模具運(yùn)動(dòng)過程：當(dāng)注射完成后，在輔助開模機(jī)構(gòu)36 的作用下，模具首先在動(dòng)模座板1 與動(dòng)模板18分開，此時(shí)，斜楔21 離開滑塊座22，進(jìn)行第1 次開模。模具繼續(xù)開模，動(dòng)模板18 與定模板25 分開，形成第2 次開模。動(dòng)模與定模完全分開后，液壓缸活塞桿驅(qū)動(dòng)各抽芯機(jī)構(gòu)進(jìn)行脫模運(yùn)動(dòng)，其中長(zhǎng)抽芯脫模距離為250 mm，約為塑件長(zhǎng)度的2/3，塑件套在長(zhǎng)型芯12 上，然后頂起液壓缸32 活塞桿將長(zhǎng)抽芯脫模機(jī)構(gòu)（包括長(zhǎng)型芯12、長(zhǎng)抽芯座13、滑塊槽16、液壓缸17 等零件）全部頂起，然后機(jī)械手將塑件沿長(zhǎng)型芯的軸向取出。最后注塑機(jī)開始推動(dòng)模具合模，合模過程與開模的運(yùn)動(dòng)相反。模具閉合后，開始下一次生產(chǎn)周期[11-12]。

6 結(jié)束語(yǔ)

由于塑件長(zhǎng)度較長(zhǎng)，為了保證模具成型塑件的精度，取消推板和推桿固定板的結(jié)構(gòu)，設(shè)置了非標(biāo)脫模機(jī)構(gòu)。根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了多種不同的脫模機(jī)構(gòu)，各脫模機(jī)構(gòu)運(yùn)行穩(wěn)定，動(dòng)作可靠。模具采用熱流道轉(zhuǎn)普通流道的澆注系統(tǒng)，并合理設(shè)計(jì)了冷卻系統(tǒng)。該模具結(jié)構(gòu)新穎，可為同類塑件的模具設(shè)計(jì)提供參考。