模內切裝置在模具水口料自動切除功能上的研究與應用

摘要：通過對塑料件制造加工過程中水口料的切除現狀進行分析，設計出一種模內切裝置，實現塑料件加工制造過程中的水口料自動切除功能，該裝置簡化了塑料產品的成型制造過程，縮短了工期，同時保證產品質量達到客戶的要求。

關鍵詞：模內切;模具設計;水口料

中圖分類號：TQ330.4+1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2021）09-0117-02

0 ?引言

模具在汽車、能源、機械、電子、信息、航空航天工業和日常生活用品的生產中被廣泛應用，而塑料模具占整個模具行業的30%左右，我國塑料模具無論是在數量上，還是在質量、技術和能力等方面都有了很大進步，但與國民經濟發展的需求、世界先進水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、復雜、長壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進口，因此，需要在現研究水平的基礎上，進一步加強對我國注塑模具設計、加工的創新，創造出更多的經濟效益。

在塑料制造加工過程中，大多數塑料件成型后都有水口料，一般都采用人工完成水口料的切除，但由于每個人的手法不同，導致產品質量很難保證。當塑料件從中間圓孔進料時，塑料件的水口料沒辦法采用人工完成切除，只能用沖切模具沖切水口，但由于沖模刀口容易磨鈍，頻繁換刀浪費人力、物力、財力，而且沖切后的產品水口位周圈容易有毛絲，達不到質量要求。在現代化工業快速發展中，大多數企業感受到用工難的問題，因此很多企業都采用自動化生產加工，但由于塑料件的水口料需人工進行切除，所以塑料件的制造加工過程很難實現自動化。

因此如何實現塑料件水口料的自動切除，成為企業提高塑料件質量、解決用工難的問題，實現塑料件制造加工自動化的瓶頸。

1 ?模內切裝置的特點

本文設計的模內切裝置，可以在塑料制造加工過程中自動切除塑料件的水口料，使塑料件與水口料自動分離，從而實現塑料制造加工過程的自動化，并且可以很好的保證塑料件的質量，解決企業塑料件質量難保證，實現企業塑料制造加工過程的自動化。該裝置的3D結構如圖1所示。

2 ?模內切裝置的工作原理

模具正確安裝后，經過保壓后，在冷卻前，啟動高壓油路，高壓油路推動油缸13向上運動，油缸通過11傳動桿推動切刀底板10和切刀面板9向上做整體運動，當切刀面板運動到所設計好的止動面8后停下，此時切刀2頂面0.05mm的平位剛好與后模碰穿，使產品與澆口、流道分離，從而實現模內把澆口、流道切斷的功能。水口切斷后，通過切刀面板中的復位彈簧提前讓油缸的柱塞回位，保證切刀在回退的過程中不受油缸柱塞的阻力，使包括切刀面板、切刀底板和傳動桿在內的裝置主體整個復位，到達止動面12時，停止運動，準備下一次產品成型。（圖2）

3 ?相關模具零件制造要求

①為了保證裝置的正常運轉，裝置所安裝的模具的各模板，必須保證加工的平整性，特別是切刀過孔，油路封堵以及油缸的安裝槽和孔。

②為避免孔正面切斷點口部鋒利，和輕微毛刺，所安裝的模具公模內側應根據成型產品尺寸適當進行單邊減膠，為保證水口料的自動剪切順利和產品的外觀質量，建議母模仁分型面為從產品R角下來適當尺寸。

4 ?模內切裝置各零件制造要求

①考慮到模具零件有膨脹系數，切刀內鑲件4周和切刀內孔應留有約0.015mm間隙，公差為+0/-0.02。

②為預防放電后火花紋與切刀不能完全碰穿，導致出現多余的毛邊，切刀與前模鑲件碰穿范圍必須選擇研磨CNC精銑，盡量避免EDM放電。

③為了確保切刀工作時不會形成毛邊和卡刀的現象，模仁上的切刀孔直徑應比切刀外徑大約0.03mm。

④模仁上圓孔安裝切刀，圓孔尺寸公差應為+0.005/-0，切刀安裝孔線割時應采用割一修三的方式。

⑤公模板上導柱安裝孔加工時，應和切刀面板用工藝螺絲裝一起同步加工，以保證位置精度。孔徑加工公差（+0.01/-0.00），孔徑應用塞規檢測加工精度。

⑥其他模具零件的制造要求見圖4。

5 ?模內切裝置各零件的倒角要求

①避免和切刀掛臺干涉，切刀過孔孔邊倒C0.7mm的倒角，見圖5（a）。

②傳動桿兩邊C角0.5mm以內，傳動桿中間處最好不倒C角，最多不超C0.3mm，見圖5（b）。

③切刀底板底面所指處最好不倒C角，最多不超C0.3，見圖5（c）。

④模內自動化控制系統高壓液壓油進油孔口部攻M10牙15深（普通的M10螺紋孔），安裝過濾件，孔邊倒C角不能大于C0.5，否則容易漏油，最好是別倒C角，見圖5（d）。

⑤為避免漏油，螺絲過孔，孔邊上下不可倒角。

6 ?結束語

由于模具設計的靈活和多樣性，在實際的模具設計與成型過程中，一定要考慮到自身特定的加工工藝環境，根據這些加工特點取長補短確定模具結構，并根據實際模具使用情況，不斷完善簡化它，使裝置越做成型質量和成型效率越高。

本裝置的研制解決了一些需要從中間圓孔進料的塑料制品加工難的問題，同時也解決了塑料件質量難保證的問題，實現了塑料制造加工的自動化，提高了企業的經濟效益，解決了企業用工難的問題，促進塑料模具產業的快速發展。

參考文獻：

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[4]塑料模具設計手冊編寫組.塑料模具設計手冊[M].北京：機械工業出版社，2002.

基金項目：郴州市科技局科技創新能力培育計劃“模內切的研制與應用”（ZDYF2020209）;湖南省教育廳科技處項目“快速成型技術在工藝產品研發與制造中的應用研究——以萬能商品價格牌產品的結構設計與3D打印為例”（20C0262）。

作者簡介：陳嬋娟（1981-），女，湖南郴州人，教務處副處長，工程碩士，研究方向為模具設計與制造。