鏤空支架注射模設計

魏 倩

（廣東省機械技師學院，廣東廣州 510080）

1 塑件工藝分析

圖1所示塑件是鏤空支架，6個角有6個裝配孔，8個面都為鏤空結構。塑件外形尺寸為：30.4×30.4×37.6mm，材料為PC，顏色為黑色。從使用性能上分析該塑件必須具備有一定的綜合機械強度。

圖1 鏤空支架塑件圖

2 模具設計

根據對塑件的結構和成型工藝分析，選用1 模1腔的模具結構，160t 注塑機，型腔、型芯材料選用S136，熱處理硬度50～52HRC。

2.1 分型線的選擇

該塑件由于其結構的特殊性，主要脫模方式采用側向分型與抽芯機構，設計了定模斜抽滑塊4 個，動模斜抽滑塊4個，動模裝配孔滑塊4個。分型線如圖2所示。

2.2 澆注系統設計

由于塑件正中心有孔，無法在正中心進膠，在塑件頂端設計了平臺進膠，進膠方式如圖3所示。整段澆口料長112mm，為保證澆口料能順利脫出，定距拉桿的限位設置為130mm。

2.3 側向分型與抽芯機構設計

塑件是鏤空結構，設計了12 個滑塊，包括：定模斜抽滑塊4 個，動模斜抽滑塊4 個，動模裝配孔滑塊4 個。

圖2 分型線選擇

圖3 澆注系統

（1）定模斜抽滑塊設計。

為保證塑件能夠從定模脫模，定模需設計抽芯機構，因為塑件內斜角不水平，滑塊運動不能設計為水平運動，需設計為滿足其脫模角度的運動，如圖4所示。

圖4 定模斜抽滑塊

定模斜抽滑塊運動方向角度=32.3°+6°/2=35.3°（見圖5），抽芯距＞5.41+3～5mm（見圖6）。

定模滑塊的斜楔固定在定模座板上，在開模的過程中需脫出112mm 長的澆口料，斜楔會脫離滑塊，在設計的過程中為保證滑塊能夠順利的開模和合模需注意設計滑塊的定位，此滑塊設計的定位為定位波珠，如圖7所示。

圖5 斜抽滑塊運動方向

圖6 抽芯距

圖7 動、定模斜抽滑塊

為保證斜楔能夠順利脫出滑塊，斜楔與滑塊的配合處角度也需設計為較合適的角度，如圖7所示，本滑塊此角度設計為75°，開模后定模斜楔運動32.6mm帶動滑塊在運動方向上抽芯9mm后脫離滑塊。

（2）動模斜抽滑塊。

塑件為對稱樣式，動模斜抽滑塊的設計與定模滑塊基本相同，如圖7所示。由于動模滑塊斜楔不需要與動模滑塊分離，為滿足頂出距離，減小應力，斜楔與滑塊的T槽配合角度與滑塊運動角度垂直為54.7°，通過動模板和脫料板上的限位螺釘的作用，脫料板帶動動模斜楔運動18mm 后停止，此時在滑塊運動方向的抽芯距離為10.4mm，滿足塑件的脫模要求。

（3）動模裝配孔滑塊。

由于支架的裝配孔精度需保證，滑塊在設計時采用裝配鑲針的樣式、插穿的結構，如圖8所示，便于調整和替換。

圖8 動模裝配孔滑塊

2.4 頂出結構

上下端的裝配孔使用司筒結構進行頂出，如圖9所示，司筒頂管不直接參與成型，滑塊滑開后頂出塑件。

圖9 司筒頂出

2.5 成型零件設計

根據塑件的分型線可知塑件膠位多在滑塊上，定模型腔有少量膠位，動模型芯沒有膠位，如圖10 所示。此模的模仁的主要起滑塊導向與定位作用，在設計時需考慮好細節的處理及加工裝配的難易。

2.6 模架的確定

根據型腔的布局以及互相位置尺寸，選用模架的結構形式為DAI-3535-A100-B110-C120-L420。由于實際生產要求，對模具結構作部分調整。

圖10 定、動模型芯、型腔

3 整體模具結構

模具結構如圖9所示。

圖9 模具結構圖

4 模具工作過程

此模由于滑塊結構多，為保證模具正常開模和合模，需多次分型，如圖10所示。

第一次分型：注塑機開模時，動定模板之間裝有膠塞，而剝料板與定模板只有導柱導向相連接，這時在拉力的作用下，第一分型面Ⅰ-Ⅰ首先分開，將塑件與澆口料拉開，定模板隨著動模板一起運動130mm的一段距離。這時，4個定模斜楔拉動定模滑塊運動，脫出塑件的上部，隨后定模斜楔與定模滑塊分離。

第二次分型：澆口料由于澆口套的倒扣而被拉住，沒有隨定模板一起運動，定模板運動到設定距離時130mm 時，被定距拉桿擋住，由于定模板在膠塞的作用下隨著動模板接著運動，這樣定距拉桿帶動卸料板繼續運動一個由限位螺釘限定的距離6mm，第二分型面Ⅱ-Ⅱ分開。這時，被倒扣拉住的澆口料被卸料板強行拉出，脫出澆口料。

圖10 模具開模運動

第三次分型：澆口料順利脫出，定模滑塊也隨之脫出后，動模帶著定模板繼續后退，由于動模板和脫料板有限位機構進行限位固定（限位塊1、限位塊2、彈塊），當注塑機的移動模板拉力大于膠塞的鎖緊力時，第三分型面Ⅲ-Ⅲ先分開，裝配孔滑塊向后運動，脫出塑件裝配孔。

第四次分型：第三分型面Ⅲ-Ⅲ分開后，動模部分接著向后運動，由于限位機構的作用，限位塊1卡在彈塊位，動定模板之間開模50mm，當注塑機的移動模板拉力大于彈塊中彈簧的彈力時，限位塊2推動彈塊，然后隨著脫料板一起向后運動，第四分型面Ⅳ-Ⅳ分開，脫料板向后運動到限定距離18mm，動模斜楔拉動動模滑塊運動，脫出塑件膠位，由于復位桿拉塊的作用，頂桿固定板、頂桿墊板、司筒與動模板的關系不發生變化，脫料板、方鐵、動模座板、司筒針在注塑機拉力的作用下向后運動。這時當限位塊Ⅱ推動彈塊至彈塊沉入動模板時，限位塊Ⅰ與彈塊的限制解除，動定模板完全分開。

最后注塑機上的頂柱推動頂桿板向上運動30mm，司筒推出塑件。

合模時，受壓縮彈簧的作用頂桿固定板、頂桿墊板帶動司筒先復位；脫料板與動模板合模，動模滑塊復位；接著動模板推動定模板和剝料板復位，定模滑塊、裝配孔滑塊復位，膠塞鎖緊，完成一個周期。

5 結束語

在剛剛拿到這套鏤空支架塑件模型時，感覺無從下手，它與之前接觸的那些塑件在結構上有本質的不同，設計的其他模具成型主要是以動定模型腔成型，這副模具主要依靠滑塊來成型，加上滑塊多，在設計時很多數據和參數很難確定，模棱兩可，通過查找資料計算和3D模擬運動，進行了多次修改，才逐步趨向合理和完善。在設計模具的過程中充分考慮到空間的利用和加工裝配的便利性，將12個滑塊有序的設計在模具中；為了滿足這些滑塊的脫模運動，需設置一些限位機構，還需考慮各板的運動及可能發生的運動順序變化造成的零件干涉。

該模具由于策略性原因還未進行正式投產，可能有些機構還需要通過生產驗證進行調整，但其特殊的結構特點，體現了模具設計的專業性和靈活性。模具的設計就是在不斷分析與對比較和總結中找出最優方案，然后通過生產發現一些容易忽略的問題。當中側向分型與抽芯機構的設計，模具的分型面運動都是本模具的設計的關鍵環節。本模具通過詳細的分析比對和相關工程和制造人員的審核，已基本確認可以生產。