基于CAD技術的四通注塑模具設計

李偉 張黎燕 王相兵

摘要：本文通過四通產品使用性能和使用場所的分析，經常拆裝、密封性要求較高，選擇了PVC塑料的成型材料;由于成型效率高、產品一致性好、尺寸穩定性優良的特點，進一步確定了注塑成型的工藝方案。通過產品結構特點的分析，合理確定了模具的主開模方向;根據產品批量的需求，進行了模具的型腔布局，并且在側面設計了三個方向抽芯的注塑模具。通過公式計算和尺寸圓整，合理選用了斜導柱的長度、直徑和數量;根據合模時斜導柱、斜滑塊孔的位置要求，選用了斜滑塊底部使用“彈簧+滾子”精確定位的結構裝置，最終保證了側抽芯機構的順利、安全運行，提高了生產效率，保證了產品的批量供應。

關鍵詞：斜導柱;斜滑塊;側抽芯;四通;注塑模

中圖分類號：TQ320 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2020）08-0157-03

四通產品是一種易損件，需求量比較大，在液體、氣體等流體的輸送或者傳遞過程中廣泛使用，尤其對方向的轉換起到了至關重要的作用。四通產品通常使用的材料也非常的廣泛，但隨著化工技術的發展，塑料越來越廣泛的得到應用，而與之相匹配的注塑成型技術，由于其效率高、一致性好、成本低而被廣為使用。

1 工藝分析

1.1 注塑成型工藝分析

該四通產品選用硬質PVC塑料，具有強度高、阻燃、幾何穩定性高、抗氧化、耐酸堿腐蝕等優點，收縮率0.2%～ 0.6%，熔化溫度185～205℃。

1.2 產品工藝結構分析

本文的四通產品，結構如圖1所示，分為4個不同方向、且兩兩垂直的孔，并且在三個端面的邊緣分別均布3個φ1.2×5mm小孔;產品外形尺寸70×48×26（單位：mm），平均壁厚4mm，投影面積2392mm2，體積28215.3mm3。

2 分型設計

2.1 分型面的選擇

為保證產品的表面質量，不留有明顯的分型線，根據產品的結構特點，與之相配套的注塑模具開模方向和主分型面的位置如圖1黃色線條所示;為保證產品的正常生產，還需要在其他三個方向上設計側抽芯機構，示意如圖1。

2.2 模具排位

四通塑料件為損耗件，需求量比較的大;3個方面的側抽芯機構決定了模具型腔數最多為2腔;考慮到生產方海天注塑機MA1600的主流機型，鎖模力和一次注射量能滿足一模兩腔的設計要求;根據產品表面質量的要求，采用矩形截面側澆口的澆注系統，最終模具的排位圖如圖2。

3 脫模設計

3.1 側抽芯機構的設計[1-2]

通過測量，產品的側向抽芯距離為35mm，而且都是外抽，鑒于此，該套模具的側抽芯結構選用“斜導柱+斜滑塊”的常用形式，設計要點主要集中在斜導柱、鎖緊塊、定位機構、導滑和成型5個部分。

3.1.1 斜導柱的設計

斜導柱主要提供斜滑塊運動的動力以及保證側抽芯的安全距離，所以斜導柱的直徑、長度選用和傾斜角設計至關重要。根據設計經驗，斜導柱傾斜角一般15°～25°，該模具選用18°;理論側向抽芯距離為35mm，為保證安全脫模，安全距離設計為40mm;通過公式（1）計算，綜合導柱的標準化，斜導柱長度選用180mm。

FC-抽芯力，N;c-側型芯成型部分的截面平均周長（m）;h-側型芯成型部分的高度（m）;p-塑件對側型芯的收縮應力，模內冷卻的塑件，p=（8～12）×106Pa;μ-塑料在熱狀態時對鋼的摩擦系數，一般μ=0.15～0.2;α-側型芯的脫模斜度[3]。

3.1.2 鎖緊塊

鎖緊塊主要是用來防止側抽芯成型零件，在注射成型時因受脹力而產生位移，鎖緊塊斜角等于斜滑塊斜面角度，為防止合模時運動的干涉，一般比斜導柱角度大2～3°，取20°。

3.1.3 定位機構

開模時，滑塊在斜導柱的帶動下要運動一定距離，當斜導柱和滑塊分離后，滑塊必須保持原位，不能移動，以保證合模時斜導柱安全可靠的進入到滑塊的斜孔，為此，滑塊必須安裝定位機構，本方案采用“滾子+彈簧”的底部定位裝置。

3.1.4 導滑

滑塊在導滑槽中運動必須滑順、平穩、安全，否則會影響模具的壽命和生產周期，配合精度為H7/f7。

3.2 脫模機構的設計[4]

脫模機構的設計主要包括頂出和復位2個部分，頂出部分采用常用的頂針形式，每腔6根，直徑為4mm;復位部分4根直徑14mm的復位桿，上、下推板螺釘連接。

4 模具整體結構設計

4.1 模具結構

四通模具的模架選用龍記2823的標準模架，在4個方向上都有斜滑塊的側抽芯結構，可以順利完成產品的生產，裝配圖如圖2所示。

4.2 模具工作過程[5]

在注塑機作用下，模具合模，注塑機料筒前移，完成注射、保壓、冷卻、固化成型階段;然后在鎖模裝置的作用下，動模部分后移，模具從I處打開;同時在斜導柱作用下，4個斜滑塊分別完成側向抽芯運動，在斜導柱和斜滑塊剛好分離時，滾子定位裝置將滑塊固定在指定位置，直至完成動、定模完全打開;在注塑機導桿的作用下，頂出機構迅速移動，完成脫模動作，產品順利從動模仁脫離，然后進入循環的生產周期。

目前，模具運行安全、可靠，大大提高了四通產品的生產效率，保證了產品的批量供應。

參考文獻

[1] 孫肖霞，唐友亮.冰箱門柱多向側抽芯注射模設計[J].模具工業，2018（2）：58-61+66.

[2] 唐秀蘭，肖云.蠟燭燈座側抽芯機構注塑模具設計[J].塑料科技，2019（12）：126-130.

[3] 于延軍，龐繼偉，鹿洪榮.汽車燈配光鏡復雜側抽芯注塑模具設計[J].工程塑料應用，2018（8）：87-92.

[4] 曹亞玲.內外側多向抽芯的化妝盒上蓋注塑模設計[J].工程塑料應用，2016（12）：76-79+126.

[5] 賈建利，蘭自立.側滑塊和滑塊側抽芯注塑模設計[J].模具技術，2013（5）：39-42.