動模直帶斜滑塊注射模設計

張志添，李樹連

（1.東莞市機電工程學校，廣東東莞 523846；2.艾爾瑪科技股份有限公司，廣東東莞 523000）

1 塑件工藝分析

圖1所示為剪草機輪子擋板，該塑件材料為TPU，查原料物性表，取收縮率0.6%，該塑件側面需要做一個動模直帶斜滑塊，對面需做一個動模滑塊。TPU有彈性，頂出時要考慮彈性問題，并且在排氣、鑲件方面要做到高要求。

圖1 剪草機擋板塑件

2 分型與排位

2.1 分型線的選擇

根據塑件結構特點及進膠位置的選擇，選定開模方向如圖2所示。正面做一個動模滑塊，右下方做一個斜滑塊，如果單獨做斜滑塊，動模板需要很高的厚度，不利于模具的成本控制，因此需要做一個直帶斜，改變滑塊運動方向，控制模具成本。直帶斜行程較長，需要采用油缸帶動脫模。正中間點澆口進膠，需采用三板模結構。

圖2 開模方向

2.2 排位

根據塑件結構特點，此塑件按1模1腔的型腔來排位。該塑件有兩側滑塊，通過滑塊的開模比較，采用塑件向上偏心的排位，中間一點細水口點進膠方案。

圖3所示為該塑件1模1腔的排位方式，模架采用龍記標準簡化型細水口，模架型號為FCI-3540-A100-B150-C100-L380。

圖3 排位與結構

3 澆注系統的設計

該塑件所用塑膠原料為TPU軟膠，對頂出要求高，成型后塑件收縮較大，尺寸偏差較大，注射成型容易產生困氣披鋒（飛邊）。由于塑件兩側開滑塊，四周均為斜面，沒有合適位置做進膠，因此選定中間部分進膠。根據開模的方式，選擇三板模點澆口進膠方式。因該塑件較大，骨位較深，軟膠充填需要高壓，考慮到可能會出現缺膠現象，為了保證順利充填，骨位處需多做鑲件。

根據上述塑件結構分析及所選用塑膠的特性，優先選在最利于充填的地方，進膠方式與進膠位置如圖4所示。

圖4 進膠方式與位置

4 推出機構

該塑件所用塑膠原料為TPU軟膠，在頂出的時候受力可能會不平衡，甚至有可能會出現頂高粘模等現象。為減輕頂桿印對塑件的功能和外觀影響，該模具設計時需均勻排布頂桿，滑塊打開后，觀察塑件結構，該塑件中間骨位是最粘模的地方，所以頂桿主要頂出部分為中間區域。

在中間區域空間不夠的情況下只能做扁頂桿（盡量做大），圖5中間做8支4×6mm的扁頂桿，而外側空間不夠的情況下就排布小一點的頂桿，做一支1.8×6mm的扁頂桿，在轉角處下一支?4mm的圓頂桿和一支?2mm的圓頂桿。頂桿分布原則：盡量均勻分布，保證受力平衡。

圖5 頂出機構

5 冷卻與排氣

5.1 排氣系統

圖6所示為模具排氣系統，在分型面四周均需做排氣系統。查閱資料得知該塑件所選取的塑膠TPU溢邊值為0.03～0.06mm，為防止注射時溢料起披鋒（飛邊），參考該材料的溢邊值，設計模具時采用排氣深度為0.02mm，外側主排氣槽深度可設為0.2mm。

圖6 排氣系統

5.2 冷卻系統

模具布局為1模1腔，根據該塑件的結構特點，該模具的定模型腔有高低起伏，因此在冷卻布局上采用兩層冷卻結構。定模型腔冷卻分兩組（如圖7所示中1和2），環繞定模型腔塑件周圈起高低差。動模型芯由于中間需要做頂出，側面做滑塊，冷卻水管無法排布形成回路，只能分1組，如圖7中的4。側面滑塊需要做一組，如圖7中的5。模芯中冷卻回路直徑最小為?8mm，滑塊中冷卻回路由于空間不夠的原因，可以適當做到?6mm，冷卻液介質采用水冷方式。

圖7 冷卻系統

6 成型零件材料的選擇

模具成型零件如圖8所示，因該塑件塑膠原料為TPU，成型時容易產生困氣，所以排氣要多優化。另外無表面調光要求，TPU的硬度較軟，脫模時容易粘模。綜合以上所有問題點，成型材料可以選用預硬料及易加工的鋼料。其中定模型腔、動模型芯及2個滑塊均采用預硬料（如選用PX4，或者P20鋼料），精加工后需電火花加工尖角和轉角及其余加工困難的地方。

圖8 模具成型零件

7 模具結構及其工作過程

模具結構如圖9所示，該模具沒有定模滑塊，因此開合模時按普通的三板模方式。首先，開模時流道板3先打開，澆口料10取出，之后定、動模板打開，動模側面的滑塊14通過斜導柱同步打開，直帶斜滑塊8需要通過油缸9二次運動開斜滑塊5，開完滑塊5和14就可以頂出塑件11。

圖9 模具結構

合模時，先合動模直帶斜滑塊8和斜滑塊5，油缸9回位，之后按普通的三板模合模，進入下一個成型周期。

8 結束語

該模具應用在剪草機輪子擋板上，需要耐磨，配合度要求高，組裝時不能出現間隙影響輪軸的轉動。另外，該模具含有一個動模直帶斜滑塊和一個動模滑塊，結構較復雜，為今后類似塑件的模具設計提供可借鑒的經驗。