一種無緊固件連接的塑料模具設計研究

李換朝， 胡增建， 高運平

（湖北省江河化工科技有限公司，湖北 遠安 444200）

0 引言

我公司接到一塑料模具型芯的設計任務，在距型腔開口1 000 mm處有一內部型面結構，見圖1。從圖可看出該內部型面由圓筒段1、錐筒段2、花瓣型3三部分型面組成，且花瓣型面3的底部直徑φD小于圓錐筒段2的直徑φA。型腔開口尺寸滿足型芯在型腔外裝配為一體后整體吊入的工藝，故該模具的裝配不是型芯結構的設計難點。結合脫模工藝，三處型面須由三個部件分別成型。脫模時型芯沿軸線往直徑變大的方向脫出。我們的任務是設計模具型芯成型的該處型面，并保證型芯脫模的可行性。

圖1 塑料內型面局部示意圖

1 設計難點

1）該內部型面距型腔開口1 000 mm，三個成型部件之間若采用緊固件聯接和定位，脫模時操作者無法進行緊固件的拆卸；

2）三者之間的聯接與定位既要保證準確、可靠，又要便于拆卸和安裝；

3）花瓣型面3脫出后，花瓣底部直徑φD形成的通道尺寸小于錐筒段2的外徑φA，如何保證錐筒段2處型面且確保其順利脫出也成為型芯設計難點之一。

2 采取措施

1）針對該處結構距型腔開口1 000 mm，采用緊固件聯接三個成型部件操作無法進行拆卸的難題，我們設計了長5 mm臺階進行圓周定位，端面進行軸向定位，即在錐筒段2成型件與圓筒段1、花瓣型面3成型件配合處設計5 mm外止口，圓筒段1、花瓣型面3成型件相應位置設計內臺階進行壓緊與定位。為確保脫模時錐筒段2與花瓣型面3兩者能順利分開，配合臺階沿脫模方向設計1∶10拔模錐度。

2）針對錐筒段2直徑φA大于花瓣型面3底徑φD，錐筒段成型模具無法脫模的難題，將錐筒段2成型模具分兩組設計，見圖3。每組包括一件直塊、一件斜塊I和一件斜傘塊II。脫模時先脫出直塊，為此在直塊上設計3°脫模斜角。斜塊I、II和直塊的包容直徑均小于花瓣式形底徑φD；考慮到操作距離較遠，在分塊的模具上設計螺紋孔用于輔助脫模。為防止錐筒段2分瓣造成裝配時的固定不穩，錐筒段2內孔與花瓣型面3外圓配合定位。

圖2 模具結構示意圖

圖3 錐筒段成型模分塊結構圖

圖4

3）脫模原理：先將花瓣型面3成型模具沿直徑大的軸線方向脫出，然后錐筒段2成型模具分塊中的直塊沿徑向下滑至花瓣型面3成型模具形成的通道中心取出,然后依次脫出斜塊I、II，最后脫出圓筒段1成型模具。

3 結語

所設計的模具結構滿足了該處塑料型面的成型，三個成型部件之間通過臺階定位和壓緊的方式確保了三者之間的聯接可靠和定位準確，取代了傳統緊固件聯接的方式，解決了脫模時拆卸緊固件的困難和耗時。除此之外，錐筒段2成型模具的合理分塊也確保了整套模具裝配與脫模的可行性。

［1］ 侯洪生，董國耀.機械工程圖學［M］.北京：科學出版社，2001.

［2］ 許發樾.實用模具設計與制造手冊［M］.北京：機械工業出版社2005.