一種多抽芯面殼注射模設(shè)計

胡清根，鄒彩平，周先保

（江西農(nóng)業(yè)工程職業(yè)學(xué)院，江西樟樹331200）

1 塑件注射成型工藝及結(jié)構(gòu)分析

該塑件屬于裝配零件，尺寸精度要求較高。材料為:ABS+PC，收縮率為0.5%，ABS+PC具有較高的沖擊強(qiáng)度、硬度，機(jī)械綜合性能較好，成型溫度較高[1]，在230℃~270℃。塑件最大外形尺寸93×61×26mm（見圖1），壁厚1.9mm。前端A處有20mm長倒扣，且此處壁厚比其它地方薄，此處壁厚只有1mm，很難脫模和充滿，因此注塑時要有較大的注射壓力及保壓時間。塑件外表面B處、C處及內(nèi)部D都有多個倒扣，脫模困難。這些倒扣處模具都要設(shè)計抽芯機(jī)構(gòu)才能脫模。

圖1 塑件零件圖

2 模具關(guān)鍵結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1 分型面設(shè)計

分型面設(shè)計在塑件外形最大輪廓處，否則難以脫膜，分型面設(shè)計要利于模具加工和排氣[2]。此塑件分型面為曲面分型面，曲面分型面注塑時，模具所受側(cè)壓力較大，因此分型面四個角增加了凸塊錐面二次定位。凸塊頂部配合處避空，以便動模型芯、定模型芯能結(jié)合緊密，防止溢料，凸塊頂部設(shè)計成平面，作為模具維修和加工基準(zhǔn)。由于塑件前端和側(cè)面倒扣處都有滑塊抽芯，此處分型面有臺階。塑件曲面分型面在最大輪廓處要沿曲面方向延伸一段距離，以便更好封膠，末端要加一段直的平面分型面，方便加工。圖2為塑件分型面。

圖2 塑件分型面

2.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計

澆注系統(tǒng)包括主流道、分流道、澆口[3]。此塑件排位設(shè)計一模兩件，對稱排位，平衡進(jìn)膠。由于外觀要求高，不能有澆口痕跡，塑件采用潛頂針式潛伏式澆口，從分流道末端加工斜孔，斜孔與潛頂釘5相連（見圖3），潛頂釘5頭部磨削掉一部分，二次澆口及輔助流道設(shè)計在潛頂頭部，二次澆口部分與制品形成一體，脫離動模后，手工去處其澆口。主流道末端設(shè)計了拉料桿4，拉料桿4頭部設(shè)計成Z型倒扣，開模時拉料桿4把主流道拉出定模，并協(xié)助排氣和頂出。

2.3 抽芯結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.3.1 液壓二次抽芯結(jié)構(gòu)設(shè)計

由于塑件前端A處有20mm長的倒扣（見圖1），且此處壁很薄，一次性抽出很容易損壞內(nèi)壁，因此此處采用液壓二次抽芯結(jié)構(gòu)（見圖3）[4]。

圖3 模具總裝圖

內(nèi)型芯15通過臺階固定在內(nèi)型芯連接塊20內(nèi)，內(nèi)型芯15可在外型芯13內(nèi)滑動，壓板14通過螺釘和外型芯13連接，拉桿17通過臺階固定在拉桿連接塊16內(nèi)。拉桿連接塊16與內(nèi)型芯連接塊20通過螺釘固定在一起，由導(dǎo)桿1導(dǎo)向（導(dǎo)桿1見圖3）。工作原理：當(dāng)動模11與定模26分開后，液壓缸拉桿17通過拉桿連接塊16、內(nèi)型芯連接塊20，帶動內(nèi)型芯15在外型芯13的內(nèi)孔中滑動L1距離，進(jìn)行內(nèi)抽型芯，之后內(nèi)型芯15臺階碰到壓板14，再帶動外型芯13抽芯L2距離，抽芯距要滿足以下公式：

式中L3——液壓缸總抽芯距，mm

L2——內(nèi)型芯15第一次抽芯距，mm

L1——外型芯13抽芯距，mm

2.3.2 定模斜滑塊抽芯

塑件頂部外表面B處（見圖1）有一寬為5mm的斜方孔，此處形成倒扣，要在動模11及定模26分開之前先抽芯，因此設(shè)計定模斜滑塊抽芯（見圖3、圖4）[5]，斜滑塊23通過壓塊22壓住，可在壓塊22及定模26形成的槽內(nèi)滑動。斜銷24及壓緊塊43固定在定模座板31內(nèi)，斜滑塊鑲件25通過螺釘固定在斜滑塊23內(nèi)，壓緊塊43的斜面與開模方向的夾角大于斜銷與開模方向的角度2°左右，以便開模時，壓緊塊43先與斜滑塊23先分開，然后再由斜銷24帶動斜滑塊23滑動完成抽芯。合模時，壓緊塊43壓緊斜滑塊23，防止松動，實現(xiàn)復(fù)位。

圖4為定模斜滑塊抽芯三維圖。

圖4 定模斜滑塊抽芯三維圖

2.3.3 動模斜導(dǎo)柱抽芯

塑件兩側(cè)C處（見圖1），有1.8mm的倒扣。由于倒扣在分型面下，此處設(shè)計為動模斜導(dǎo)柱抽芯[6]；成型倒扣的小鑲件36鑲嵌在動模滑塊37內(nèi)，小鑲件36頭部有3°的斜度，便于封膠和滑動[7]。動模滑塊37由壓塊35壓住，可在壓塊35與動模11形成導(dǎo)滑槽內(nèi)滑動，開模時由斜導(dǎo)柱39帶動，實現(xiàn)抽芯，由定位銷40定位，合模時由斜楔38壓緊復(fù)位。

2.3.4 動模斜頂抽芯

塑件內(nèi)部D處（見圖1）有1.7mm倒扣，此處可以設(shè)計成動模斜頂抽芯。斜頂7通過螺釘固定在斜頂座6內(nèi)，斜頂座6底部設(shè)計有臺階，通過臺階，斜頂座6可在推桿固定板9內(nèi)滑動[8]。斜頂角度可設(shè)計成5°，動模型芯12設(shè)計有斜孔與斜頂形成滑動配合，斜孔可由線切割加工而成，如圖3所示。

2.4 冷卻系統(tǒng)設(shè)計

冷卻系統(tǒng)設(shè)計對于成型質(zhì)量和成本至關(guān)重要，模具設(shè)計時必須考慮模具的冷卻效果和冷卻均勻[9]。為提高冷卻效率，動定模都設(shè)置了兩組對稱循環(huán)水路。水管直徑?8mm，通過動定模分別進(jìn)入動模型芯12、定模型芯21。在保證不與推桿、鑲件、滑塊干涉，且強(qiáng)度足夠的前提下，冷卻水路盡量大范圍包圍塑件，接近塑件，達(dá)到充分冷卻。且必要處設(shè)置防漏膠圈，防止漏水（詳見圖3）。

2.5 成型零件設(shè)計

成型零件是決定塑件形狀大小的模具零件[10]，是模具設(shè)計和加工的核心部分。塑件的成型零件由動模型芯12，定模型芯21，斜頂7，外型芯13，內(nèi)型芯15，斜滑塊鑲件25，小鑲件36組成（見圖3），成型零件要有良好耐磨性和抗疲勞性，較高的機(jī)械強(qiáng)度和表面硬度。由于此塑件要求質(zhì)量較高，成型零件設(shè)計模具材料選用NAK80，為了維修和加工方便，成型零件盡量做鑲件，小鑲件采用臺階固定定位，壓板壓住臺階，大鑲件用螺釘固定。為方便脫模，成型零件都要有一定的脫模斜度。成型零件分型面設(shè)計時應(yīng)避免尖角銳邊，保證封膠可靠。圖5所示為成型零件動模型芯圖。

圖5 成型零件動模型芯圖

2.6 頂出系統(tǒng)設(shè)計

此塑件頂出系統(tǒng)由斜頂7，潛頂釘5，推桿8、復(fù)位桿42，推板44組成。由于塑件內(nèi)表面為圓弧面，潛頂釘5和推桿8要設(shè)計防轉(zhuǎn)[11]，頂出設(shè)計要平衡；斜頂7，潛頂釘5附近可不設(shè)推桿。合模時，復(fù)位桿42先碰到定模26，起復(fù)位作用。開模時，拉料桿4可以拉出澆注系統(tǒng)到動模，頂出時把澆注系統(tǒng)從動模頂出（詳見圖3）。

3 模具工作過程

合模后塑料熔體經(jīng)澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔，保壓冷卻后開始開模。由于彈簧30的作用，模具先在PL1處開模，即從定模座模31與定模26處先分開，在斜銷24的作用下，斜滑塊23帶動斜滑塊鑲件25完成塑件上表面斜孔抽芯；分開H距離后，定位螺釘29拉住定模26不再運(yùn)動，之后在PL2處分型，即動模11與定模26開始分開，斜導(dǎo)柱39開始帶動動模滑塊37完成抽芯；在定模26不再壓住壓板14后，由于液壓缸拉桿17的作用，開始完成液壓抽芯；頂出時，注塑機(jī)頂桿帶動推板44及推桿固定板9向前運(yùn)動，再帶領(lǐng)斜頂7斜向運(yùn)動完成抽芯，同時推桿8，潛頂釘5，拉料桿4將塑件和澆注系統(tǒng)頂出動模。

4 結(jié)論

塑件內(nèi)壁有長且薄的倒扣時，模具設(shè)計成二次液壓抽芯可以解決抽芯時內(nèi)壁損壞的問題[12]；塑件分型面上部斜孔可設(shè)計成定模斜滑塊抽芯，定模斜滑塊抽芯可設(shè)計成二次分型，定模與定模座板要首先分開，先在定模完成斜孔抽芯，然后動模及定模再分開[13]。塑件分型面下面倒扣可設(shè)計成動模動模斜導(dǎo)柱抽芯、動模斜頂抽芯。此塑件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，抽芯設(shè)計合理，實際生產(chǎn)運(yùn)行良好。