具前模抽芯結構的模具設計

黃建釗　萬佩橋

[摘要]注塑模具是生產塑膠制品的工具，廣泛應用于工業生產中。本論文是講述一個球座蓋子的注塑模具，這套模具既具有前模抽芯結構，又具有潛伏式澆口的典型結構，對于以后設計類似的產品模具有很高的參考價值和意思。

[關鍵詞]注塑模具；前模抽芯結構；潛伏式澆口

0前言

首先設計模具之前必須要了解清楚塑膠產品的外觀，用途和性能等要求，比如外觀重要的表面不能有進膠點、毛邊批鋒等不良。那么分型面設計就要在符合產品的要求前提下一定要決定好，從而設計模具的結構，前模抽芯和后模抽芯結構是模具中的常見結構，但是后者更為常用，因為后模抽芯結構相對比較簡單，無論是哪一種模胚都適用，但前模抽芯結構只能在細水口模胚、簡化細水口模胚和假三板模胚中執行。若遇到外觀要求高且表面有凸凹形狀的特征，無法從一個方向順利脫模時，不得不的情況下，就必須用前模抽芯結構。這樣既能保證產品的外觀和功能要求，同時也為了方便加工，模具注塑的運動過程更加簡單，更加容易操作。

1產品結構分析

產品為一款球座的蓋子，尺寸大小為34mm*34mm*39mm，材料為PC+ABS，收縮率為1，005，如圖1所示。外表面是外觀部分，要求做磨砂紋。所以不能在外表面設計進膠口，還有不能有合模線和批鋒等不良外觀。在外表面上有個凹下去的圓形刻字位置，故這里要在側向抽芯才能順利脫模。在產品的底面，有一些加強筋，中問的六角形凹下的位置是用來以后鑲進一個六角螺母的。底面那一圈的平面將會跟另一個產品緊密接觸，因此進膠口也不能落在這圈表面上。那么進膠口只能落在不影響以上的外觀和功能的位置了。

2模具結構分析

根據塑件大小、形狀以及客戶要求，考慮流道的平衡性，模具結構采用—模八穴的排布，模架采用我國標準簡化細水口GCl3545A90890C100類型，這款模架特點是頂板和前模板是沒有完全固定的，它們之間是靠四個活動拉桿連接，目的是保證它們之間有一定距離的活動空間，導柱導套的位置跟細水口模胚—樣，跟細水口模胚不同點是它沒有卸料板，因為這是一套大水口的結構，只需保證前模抽芯結構的斜鍥形塊能帶動行位座向外移動實現抽芯。模具的頂板和底板各加裝了隔熱板，作用是保持模溫穩定。有利產品的成型。模具組裝結構如圖2所示。

前后模仁，后模鑲件分別用鋼料型號為NAK80。行位座，斜鍥形塊分別用S50C鋼料，行位鑲針（刻字抽芯件）用標準的鋼針代替。分型面為了不影響外觀，設計在產品的底面一圈，在后模仁上起來一點枕位。

2.1澆注系統設計

注塑模具澆注系統主要由主流道，分流道、澆口及冷料穴組成。一般要遵守以下幾個原則：1.適應塑料成型的工藝特征。2.利于型腔內氣體的排出。3.盡量減少塑料溶體的熱量和壓力損失。4.避免溶融塑料直沖細小型芯或鑲件。5.便于修整和不影響塑膠產品的外觀質量。6.防止塑件的翹曲變形。7.便于減少塑料耗量和模具尺寸。

澆注系統設計上應盡量達到平衡，即盡量使所有澆口的塑料具有相同的壓力和溫度，這樣一個模具生產的所有制品才會具有一致的性能。本模具設計成大水口澆注方式，產品的排位和流道的分布。如圖2所示。根據注塑產品的要求，進膠點要落在不影響產品的外觀及功能的位置。所以設計模具的澆口選在潛伏偏頂針的方式，如圖3所示。潛伏澆口又稱為隧道式澆口，由點澆口演變而來，通常用于兩板模。當模具脫模時，頂出機構把產品和流道一同推出后模型芯，澆口位置會被自動切斷，產品和殘留在偏頂里的流道會一起脫出模具，通過人工剪斷殘留在偏頂針里的流道。因為產品在后模仁的形狀為比較高的凸起，為了加工方便和有利于以后的維修保養，還有利于排氣，把凸起的型芯部分做成鑲件：潛伏式流道是難以加工的地方，故做成了左右兩半對稱的鑲件合起來，確保這樣的零件的可加工性。

2.2前模抽芯結構設計

產品刻字的位置需要抽芯的結構才能完成，為了保證產品的外觀要求，設計成前模抽芯結構。刻字的位置只需要抽出1mm的深度就能安全的脫模，行程設計成3mm是非常足夠了。斜鍥塊的角度設計成15°，所以斜鍥塊只需移動15mm的高度就能使行位針抽出3mm的距離，且這個高度斜鍥塊無需與行位座完全脫離。如圖4所示為行位抽出了3mm時的位置。當開模的時候，首先頂板和前模板之間分開直到15mm的距離，斜鍥塊帶動行位完成側向抽芯的動作，頂板和前模板之前的拉開距離靠拉桿來限制。在前模板和后模板之間分別裝有兩對相互配合的拉扣，所以前后模板到后面受到一定的拉力時才分開。當分開足夠的距離，最后頂出系統把產品頂出，完成的脫模。合模的時候斜鍥塊壓迫行位座使行位回復到合模時的位置。

2.3頂出系統的設計

頂出系統就是制品的脫模裝置，即在閉模狀態下塑件冷卻成型，在開模狀態下頂針將塑件推出模外。①頂出系統主要由回針、頂針板面板、頂針板底板、流道頂針、產品頂針、中托司等組成。

設計頂出機構一般要遵守以下設計原則：①盡量設計在動模一側。②保證塑件在推出過程中不發生變形和損壞。③保證良好的塑件外觀，④結構可靠。

根據塑膠產品的形狀特點、使用功能和產品的厚薄位置，該模具采用了圓頂針和偏頂針，頂針的排布位置如圖2所示，使產品順利完成脫模。要注意的是如果頂針落在產品上的面不是平面時，頂針頭上必須做定位防止轉動，一般是在頂針頭的圓上切一個平面使之與頂針板面板配合，這套模具在產品上的頂針必須做定位設計。在模具的頂針板底板上安裝了頂針板復位件，復位件的底部有一個M16的螺紋孔，跟注塑機推桿連接。當推桿往后拉時，頂針板和頂針等一起往后退，實現了頂針板的復位。當前模板和回針相碰并緊密壓住時，頂針板和所有的頂針等已經完全的復位了。

2.4冷卻系統的設計

為了得到更好的成型效果和提高生產效率，注塑后必須對模具充分冷卻。設計的基本原則是：（1）冷卻水道應盡量多，截面尺寸應盡量大。（2）冷卻水道離模具型腔表面的距離要適當。（3）澆口處加強冷卻。（4）冷卻水道的出、入口溫差應盡量小。（5）冷卻水道的布置應避開塑件易產生熔接痕的部位。

本設計在前、后模仁上分別圍繞產品一圈做了冷卻水道，直徑為8mm，在能夠下水井的地方也做了水井，這樣使模具冷卻更快，如圖2所示。一定要注意避開螺絲孔和頂針孔等位置，以免撞上。

3結論

本模具設計采用了前模行位抽芯機構，因此模具的模架采用我國標準簡化細水口GCI 3545 A90 B90 C100類型。有效地確保表面外觀達到理想要求的同時使刻字位置的鑲件能簡單順利地側向脫模。澆注系統的進膠口采用了潛伏式進膠，澆口落在偏頂針上，產品出模時進膠點自動切斷，殘留在偏頂針的流道由人工剪斷。這樣解決了進膠點給產品帶來的外觀和功能方面的影響。后模仁產品型芯的位置采用鑲嵌的方式，這樣既方便了加工和有利于以后的維修保養，又有利于排氣。潛伏式流道的部分采用了鑲嵌的方式（鑲件分為左右兩塊部分合在一起），這樣的鑲件可直接用銑刀加工出來。

模具生產出來，現在已經投入生產了。經實踐證明，這套模具結構合理，應用起來靈活可靠，注塑產品表面光滑，沒有批鋒熔接痕等不良。脫模順利。

[責任編輯：張濤]