密封槽膨脹脫模機構在過濾器接頭模具設計中的運用

洪耿松

（廣東省國防科技技師學院，廣東廣州 510515）

1 引言

在進行塑件的注射模設計時，脫模機構的選擇、形狀，塑件投影面積和數量對模具的結構有著決定性的影響。脫模機構的選擇是否恰當，脫模機構的數量是否合適，直接關系著模具的結構形式和復雜程度。本文主要介紹濾器接頭注射模設計，過濾器接頭塑件要求密封槽精度高，且密封槽為外側凹槽，塑件可用結構空間較小。受塑件結構限制，無法設計普通的外側滑塊脫模機構和斜頂脫模機構，且塑件精度要求較高，彈性變形機構無法滿足要求。為滿足塑件技術要求，采用了雙分型面密封槽膨脹脫模機構解決塑件脫模難題。

2 塑件工藝分析

某過濾器中的過濾器接頭，如圖1 所示。材料為聚對笨二甲酸丁二醇酯+苯乙烯、丙烯腈和壓克力橡膠共聚物+20%玻纖（PBT+ASA+GF20）；收縮率為0.43%～0.74%；比重1.05；熔融溫度為250℃～275℃；成型模溫為60℃～100℃；結晶性為半結晶性；射速要求為高速注射；射壓要求為高壓注射，其結構特點及模具設計存在問題如下。

（1）從圖1中可以看出，該塑件外形結構具有以下幾個特點：①塑件倒扣位，是一整圈環形倒扣；②倒扣位內部可做脫模機構位置小；③塑件凹槽處有裝配要求，后續需要調整此處尺寸。

（2）根據以上分析，模具在設計中主要存在以下幾個方面的問題：①塑件內側環形倒扣要設置整圈抽芯；②塑件內側抽芯要便于后續修正尺寸；③塑件內側抽芯要防止抽芯過程中造成的變形。

圖1 過濾器接頭

（3）材質成型特點。PBT-ASA-GF20材料——新的流變改良型塑料聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）德國巴斯夫（O-BASF）為改變塑料的耐候性，長久使用性，色彩穩定性及流動速度建立了新標準。改變了材料的抗老化；耐候性能，較低的熔融粘度（根據玻纖含量）使其應用范圍更廣闊，同時提高了機械性能。該原料特性使塑料加工者和設計師們在PBT 應用上擁有更大的發揮空間。縮短注塑加工時間或節省機械和模具均成為該材料在競爭中的巨大優勢。它具有出色的剛性、強度及耐熱性能，吸水度低，很好的尺寸穩定性及耐化學性。

3 模具設計方案

模具為1模1腔，設有4個澆口，進膠方式為潛膠，由于該塑件的外形為規則的矩形，根據塑件的外形尺寸確定模具模具大小為350×360mm；選定注塑機為125t。根據所先的模具大小和注塑機的型號，進行內側環形倒扣模具結構設計，具體方案如下。

方案一：設置隧道滑塊脫模機構，如圖2所示。由于內側倒扣為環形整圈都是倒扣，如果采用隧道滑塊來解決倒扣問題。倒扣在脫模機構背面有行程位的間隙，注射時，倒扣面受高速高壓的注射力影響，滑塊會有變形的風險，從而影響倒扣位的尺寸和頂出刮傷。嚴重時，行程位漏膠，造成滑塊拉裂或導柱變形,且后期修改尺寸不方便。因此，不建議使用隧道滑塊脫模機構。

圖2 隧道滑塊脫模機構

方案二：雙分型面密封槽膨脹脫模機構：針對塑件內側環形倒扣，采用了雙分型面密封槽膨脹脫模機構。如圖3所示，此機構采用燕尾槽鍥塊帶動脫模和鍥緊，采用分體式加工，再合成整體式機構，后期修改尺寸方便，且更換零部件不需要整體報廢。

圖3 膨脹脫模機構

通過對兩種方案的分析比較，方案二克服了方案一中的結構變形問題和后期尺寸修改困難等問題。因此，此塑件采用雙分型面模具結構以達到簡化模具，降低模具成本，縮短研制周期的目的。

4 模具主要結構設計

根據零件的結構和與選擇的模具結構形式，對模具主要結構進行設計，如分型面設計、澆口設計、冷卻水系統設計及膨脹脫模結構分析與設計等，具體設計思路如下。

4.1 分型面的設計

塑件主分型面按塑件最大外形設計，外觀面留在母模，如圖4所示，分型面簡單。易于加工和后期修飛邊。脫模機構分型面的選擇，因塑件倒扣位有尺寸要求，后期需要修改尺寸，故分型面不能設計在倒扣位處，且機構包含太多塑件部位時，機構存在冷卻和散熱問題，所以設計機構按倒扣位偏移2mm 為宜，如圖4所示。

圖4 塑件分型面設計

4.2 澆口設計

為便于去除澆口，實現澆口與塑件的自動分離，模具采用潛澆口進膠。為調整塑件的熔接線位置，已減短和消除熔接線，塑件采用4點進膠，如圖5所示。成型時可通過調整成型參數或澆口尺寸消除塑件熔接線。

圖5 型芯潛澆口

4.3 冷卻系統設計

定模水路設計：定模側沒有機構，水路可繞著塑件跑一圈。如圖6所示，塑件中間圓孔溫度較高，且澆口套在圓孔內，所以動、定模水路不可串聯要單獨跑，以便調節定模側的模具溫度。

動模水路設計：因為塑件內側中心有膨脹脫模機構無法設計水路，塑件分型面處只有2mm 的骨位，設計水路用處不大。型芯側有4個15mm深的細長螺絲柱，成型時占用冷卻時間較長，水路應盡量靠近細長螺絲柱的孔。所以水路設計在塑件內璧，如圖6 所示。水路可以冷卻塑件面和細長螺絲柱的孔位。

圖6 冷卻水系統

4.4 膨脹脫模結構分析與設計

膨脹脫模結構并不復雜，該結構利用燕尾槽滑動脫模的方式，從而解決了內側環形倒扣的脫模問題，如圖7 所示，環形倒扣分成4 個部分組成，開模時，動模板和托板跳開，帶動8個燕尾槽鍥塊向下走，帶動內側環形倒扣成型鑲件脫模。因加工存在誤差，故設計一個燕尾槽導向拖動一個內側環形倒扣成型鑲件，方便調整導向面和后期維護、更換）。動模板和托板跳開36mm，燕尾槽鍥塊帶動內側環形倒扣成型鑲件向外移動2.6mm 脫模。塑件環形密封槽深2mm。彈跳完成后有0.6mm的安全余量，防止塑件頂出刮傷。

5 模具總裝圖及其工作過程

模具總裝圖如圖8所示。

模具注射成型完成后開模，模具主分型面邊上裝有分型面開閉器；動模板和托板之間裝有彈簧，第一次分模面先開36mm（分型面開閉器，彈簧和等高螺絲控制，模具側視結構簡圖中的件21、22和件24），第一次分模面開到36mm 的位置時，膨脹脫模機構同步脫模到2.6mm位置。動模板有等高螺絲在脫模板拉住，第一次分模面無法再打開，膨脹脫模機構停止脫模運動。故主分型面（第二次分模面）的分型面開閉器會彈性拉開，主分型面打開。料頭有Z 型料頭針拉住，主分型面打開時，料頭會拉出澆口套，留在公模側。

開模動作完成，塑件頂出，潛澆口深度10.8mm,為防止料頭彈射或冷膠卡斷在澆口處造成無法再進行射膠。料頭頂桿需定位且定位比進膠點深，此料頭設計深度21mm。料頭頂桿頂出22mm，料頭頂桿頂出22mm 后貼住頂塊和司筒的頂桿墊板，帶動頂桿墊板頂出塑件，司筒深度15mm，頂桿板再頂出20mm即可。

塑件頂出完成，機械手夾住料頭，吸盤吸住塑件，機械手退出機臺，頂桿墊板通過彈簧復位。

合模時，主分型面先和母模合緊，分型面開閉器合緊，主分型面推動動模板復位和復位桿推動頂桿墊板復位。

6 塑件檢驗結果分析

根據塑件的使用要求，通過采用密封槽膨脹脫模機構，經注塑機多次試模及調試，對模具結構和加工要求進行多次修改，最終得到了最佳塑件。

（1）塑件外觀。外觀表面清潔，無縮水、污跡、頂白、氣紋，4 個15mm 深的細長螺絲柱完整，無彎曲變形等現象，螺紋底孔深度足夠，無欠注現象，內孔直徑符合圖紙要求，不螺絲不會破裂斷裂現象。

（2）尺寸與裝配。塑件尺寸符合圖紙尺寸要求，凹槽處有符合裝配要求，試裝無卡死現象。

7 結束語

圖7 膨脹脫模結構

該模具所采用獨特的膨脹脫模機構設計，順利解決了成型、脫模等難題，解決了模具設計、制造上的困難,縮小了模具設計機構占用的空間，方便塑件配合位的尺寸修改，經過生產實踐驗證，該模具結構設計合理，動作平穩、可靠，成型質量符合技術要求，達到企業預期的效果。但此機構成形部件由于空間限制，無法設計太大的圓角，存在開裂的風險，由于機構的脫模是靠燕尾槽鍥塊拖動成形部件的燕尾槽，帶動塑件部位工件脫模的，所以燕尾槽受力較大。對燕尾槽的加工要求較高，如果燕尾槽加工有偏差，會導致塑件部位件脫模時卡死或燕尾槽開裂，這個問題是燕尾槽導軌存在的無法消除弊端，會更深入一步的研究，以縮小此弊端帶來的風險。

圖8 模具總裝配