帶點澆口轉側澆口澆注系統(tǒng)的注塑模設計

周銘杰，蔡 菊

（廣東輕工職業(yè)技術學院機電工程系，廣東 廣州510300）

0 前言

模具的澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機噴嘴到型腔入口為止的一段熔體通道，可以分為普通流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)兩大類型。普通流道澆注系統(tǒng)又分為側澆口澆注系統(tǒng)和點澆口澆注系統(tǒng)［1］。側澆口澆注系統(tǒng)采用兩板模結構，模具結構簡單，成型制品的適應性強，但制品連同流道凝料一起，從同一分型面中取出，需人工切除；點澆口澆注系統(tǒng)采用三板模結構，進料位置靈活，便于型腔填充，制品和流道凝料從不同的分型面取出，自動分離，但模具結構復雜，成本較高，且澆注系統(tǒng)較長，很少用于流動性較差的塑料成型。本文以香水瓶蓋注塑模具為例，介紹了點澆口轉側澆口澆注系統(tǒng)的結構特點和工作過程。

1 香水瓶蓋塑件分析

香水瓶蓋注塑件如圖1所示，外形尺寸48．39mm×48．39mm×15mm，塑件中間有一個直徑為20mm的通孔，而內側壁有2個深度為0．56mm的長條凹槽。材料采用丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物（ABS），收縮率0．5%，注射成型工藝性好。塑件外表面的品質要求較高，不允許有澆口痕跡。根據(jù)香水瓶蓋的大小和生產批量，模具采用1模2腔的結構。

圖1 香水瓶蓋注塑件Fig．1 Molded part of perfume bottle cap

2 模具結構設計

根據(jù)香水瓶蓋注塑件的結構特點設計的1模2腔模具結構如圖2所示。從圖2可以看出，模具采用點澆口轉側澆口澆注系統(tǒng)，每個塑件用2個側澆口從塑件中間通孔內側面進澆；模具采用三模板結構，有3個分型面，能夠自動脫出部分澆注系統(tǒng)（點澆口澆注系統(tǒng)部分）；模具采用斜頂側抽芯機構。

2．1 澆注系統(tǒng)設計

設計澆注系統(tǒng)時應綜合考慮多型腔均勻填充、型腔排氣、型芯的受力及澆注系統(tǒng)與塑件的分離等問題［2］。模具采用如圖3所示的平衡式點澆口轉側澆口澆注系統(tǒng)，它由點澆口澆注系統(tǒng)和側澆口澆注系統(tǒng)上下兩部分組成。每個塑件用2個側澆口從塑件中間通孔內側面進澆，不影響塑件的外觀品質；而且2個澆口對稱布置，有利于塑件的填充和排氣。脫模時，點澆口澆注系統(tǒng)凝料由三板模結構自動脫出，而側澆口澆注系統(tǒng)凝料與塑件一起脫出模具后人工分離。

圖2 香水瓶蓋注塑模具結構Fig．2 Structure of injection mould for perfume bottle cap

圖3 澆注系統(tǒng)Fig．3 Feeding system

2．2 脫模機構設計

模具的脫模機構包括塑件的脫模機構和澆注系統(tǒng)的脫模機構兩方面。模具采用斜頂2、推桿16和拉料桿10共同將塑件和側澆口澆注系統(tǒng)脫出模具；而點澆口澆注系統(tǒng)則采用三板模結構自動脫出。下面重點闡述點澆口澆注系統(tǒng)自動脫模機構。

香水瓶蓋注塑模采用三板模結構，有3個分型面。分型面Ⅰ的作用是拉斷點澆口澆注系統(tǒng)與側澆口澆注系統(tǒng)；分型面Ⅱ的作用是將點澆口澆注系統(tǒng)脫出拉料桿24和澆口套25；分型面Ⅲ為動定模分型面。設計點澆口澆注系統(tǒng)脫模機構的關鍵點在于控制各分型面的開模順序和分型距離，如圖4所示。

圖4 開模順序和分型距離Fig．4 Mould opening sequence and parting distance

為自動脫出點澆口澆注系統(tǒng)，要求模具的開模順序為Ⅰ—Ⅱ—Ⅲ。控制開模順序的零件有彈簧27和尼龍塞28。彈簧的動力使分型面Ⅰ首先打開；尼龍塞的阻力使分型面Ⅲ最后打開，滿足點澆口澆注系統(tǒng)自動脫模的需要。

控制各分型面分型距離的零件有定距螺釘26和定距拉桿29。定距拉桿29控制分型面Ⅰ的分模距離A，A＝C＋30mm，C為點澆口澆注系統(tǒng)的縱向高度；定距螺釘26控制分型面Ⅱ的分模距離B，B＝6～10mm。

2．3 斜頂側抽芯機構

在注塑模具設計中，如果塑件上具有與開模方向不一致的孔或凸凹形狀時，除極少數(shù)情況可以強制脫模外，一般需要采用側向抽芯機構［3］。因塑件內側壁有2個深度S1為0．56mm的長條凹槽，模具采用斜頂側抽芯機構。斜頂側抽芯機構在頂出制品的同時完成側向抽芯。

斜頂側抽芯機構設計的關鍵參數(shù)是抽拔距S、斜頂傾角α和縱向推出距離H，三者的關系如圖5所示。抽芯距S＝S1＋（2～3）mm，取3．5mm；因抽拔距較小，斜頂?shù)目v向推出距離H取25mm，推出距離由安裝在推桿固定板15上的限位塊11控制。斜頂傾角α＝arctan（S／H）＝7．97°，為設計制造方便，取α＝8°。

圖5 斜頂側抽芯機構Fig．5 Side core－pulling mechanismwith lifter

3 模具工作過程

模具經合模、注塑、保壓、冷卻后開模，開模過程如圖6所示。在彈簧27的作用下，模具首先從定模板21與流道推板22的分型面I處打開（分型距離為A），點澆口澆注系統(tǒng)為拉料桿24拉住與側澆口澆注系統(tǒng)分離；接著，流道推板22與定模底板23的分型面II打開（分型距離為B），流道推板22將點澆口澆注系統(tǒng)脫出拉料桿24和澆口套25，完成點澆口澆注系統(tǒng)的自動脫模；然后，動定模的分型面III打開，塑件和側澆口澆注系統(tǒng)留在動模邊；最后斜頂2、推桿16和拉料桿10聯(lián)合將塑件和側澆口澆注系統(tǒng)推出模外，同時斜頂2完成側向抽芯。合模時各分型面依次復位，完成一個周期。

4 點澆口轉側澆口澆注系統(tǒng)應用實例

點澆口轉側澆口澆注系統(tǒng)的優(yōu)點是澆口位置有較大的自由度，方便多點進料，特別適用于一模多腔、制品面積較大及采用多種澆口形式進澆等場合。圖7為點澆口轉側澆口澆注系統(tǒng)的應用實例。圖7（a）所示為1模4腔拖把夾座的澆注系統(tǒng)，因塑件有螺紋需采用旋轉脫螺紋機構，模具的中心因安裝長導程大升角的來福線螺桿，無法設置側澆口澆注系統(tǒng)，采用如圖7（a）所示的點澆口轉側澆口澆注系統(tǒng)可解決此問題。圖7（b）的塑料罩殼面積較大，采用單點側澆口無法充滿型腔，采用如圖7（b）所示的點澆口轉側澆口澆注系統(tǒng)4點進澆可以保證塑件的填充質量。圖7（c）所示為手機面殼的澆注系統(tǒng)，有點澆口、側澆口和潛伏式澆口3種形式的澆口，可見點澆口轉側澆口澆注系統(tǒng)有利于澆口的布置。

圖6 模具開模過程Fig．6 Opening process of the mould

圖7 點澆口轉側澆口澆注系統(tǒng)應用實例Fig．7 Application instances of the feeding systemswitching from pin－point gate to side gate

需要注意的是點澆口轉側澆口澆注系統(tǒng)冷凝料多，注射壓力損失大，模具結構復雜（三板模），且無法自動脫出全部的澆注系統(tǒng)。因此，除非設置澆口的需要，盡量不用采用點澆口轉側澆口澆注系統(tǒng)。

5 結論

（1）本模具采用的點澆口轉側澆口澆注系統(tǒng)有利于澆口的設置和塑件的填充；

（2）本模具采用的是三板模結構，需嚴格控制各分型面的開模順序和分型距離。

［1］ 張維合．注塑模具設計實用教程［M］．北京：化學工業(yè)出版社，2007：152．

［2］ 周銘杰．斜導槽驅動滑塊延時分型的注塑模設計［J］．塑料科技，2011，39（7）：91－94．Zhou Mingjie．Design of Time－Lapse Parting Injection Mold with Inclined Channel Plate［J］．Plastics Science and Technology，2011，39（7）：91－94．

［3］ 李長云．塑料成型工藝與模具設計［M］．北京：清華大學出版社，2009：163－165．