內螺紋吸乳護罩注射模設計

費明心

（湖南財經工業職業技術學院，湖南 衡陽 421002）

0 引言

成型塑件復雜結構處需要設計特殊的脫模機構，這些脫模機構的要求是既能使成型塑件順利脫模，又能使脫模動作可靠，還要盡可能精簡模具結構[1,2]。在確定成型塑件分型面時，應優先選擇既能簡化模具結構，又能使塑件順利脫模的分型面，針對圖1 所示的吸乳護罩上3 個不同脫模方向的管位結構，其中1 個為內螺紋蓋，內螺紋蓋的底部有1 個圓管和1 個小孔，其脫模結構復雜。為了簡化成型該塑件的模具結構，選擇的主分型面位于塑件上3個管位的中間位置，且3 個管位全部采用側抽芯機構脫模。

圖1 塑件結構

1 吸乳護罩結構分析

吸乳護罩如圖1 所示，塑件外形尺寸為97 mm×113 mm×56 mm，壁厚為2.0 mm，材料為改性PP 料。塑件上有1 個喇叭蓋、1 個扁形桶（38 mm×29 mm×56 mm）和1 個內螺紋蓋，內螺紋規格為M55 mm×22 mm，內螺紋蓋的底部有1 段圓管（φ25 mm×14 mm），在圓管的旁邊有1個直徑為φ3 mm 小孔。成型該塑件模具的設計難點是內螺紋蓋及其底部的圓管和圓管旁邊的小孔脫模。

2 分型及脫模方案設置

塑件選擇的分型面如圖2 所示，主分型面是平面，位于塑件上3個管位的中間，進澆點位于主分型面上；3 個管位采用側抽芯，其中扁形桶與內螺蚊蓋的分型面是沿膠位面中間位置創建的拉伸曲面，斜度為5°；喇叭蓋的分型面是沿其側壁膠位面的中間位置創建的豎直平面。在整副模具的分型面上沒有尖角、薄料等影響模具使用壽命的結構。為了增加動、定模的合模精度，在主分型面的4個角位處設計定位塊，為了減少內螺紋蓋型芯的磨損，內螺紋蓋分型面的封膠寬度為20 mm，在該分型面的其余位置設置合模間隙。

圖2 分型面設計

3 澆注系統模流分析

按照圖2 所示的1 個進澆點進行模流分析，將最大注射壓力設為100 MPa，將熔體的填充時間設為3 s，熔體溫度設為180～210 ℃，模具溫度設為60 ℃，其模流分析的結果如圖3所示。從圖3可知，填充所需時間為3.686 s 左右，澆口處最大壓力為27.985 MPa，塑件上存在熔接線，困氣主要集中在內螺紋及塑件的邊緣處。

圖3 模流分析

對于模流分析顯示的注射缺陷，可以通過調整注射工藝或修改模具結構的方法解決，熔接線缺陷可以通過將模具溫度調整到80 ℃，提高熔體流動性的方法解決；對于困氣現象，將螺紋型芯改為鑲件結構，使氣體更容易從型腔中排出，減少困氣[3-7]。

4 內螺紋蓋的脫模機構

塑件內螺紋蓋除了內壁上有內螺紋外，其底部還有1 段圓管，在圓管的旁邊還有1 個小孔，其抽芯結構如圖4所示。為了防止內螺紋蓋底部的圓管出現注射不滿的現象，同時也為了方便修改模具，將圓管的型芯設計為鑲件結構；內螺紋的型芯需要旋轉才能脫模，而位于內螺紋蓋底部的小孔的型芯不能旋轉，因此內螺紋蓋的抽芯分成3個部分：圓管型芯（位于中間）、螺紋型芯（位于外圍）、小孔對應的型芯。這3 個型芯以不同的運動方式脫模，其中圓管型芯及小孔對應的型芯通過液壓缸活塞桿帶動以直線運動的方式脫模，螺紋型芯由液壓馬達帶動以旋轉運動的方式脫模。

圖4 內螺紋蓋的抽芯結構

為了使成型塑件能順利脫模，設計了組合滑塊機構，主要由液壓馬達、液壓缸、主動齒輪、圓管型芯、小孔對應的型芯、螺紋型芯、軸承、滑槽、液壓缸固定板和滑塊座等組成，組合滑塊的內部結構如圖5（a）所示，整體結構如圖5（b）所示。

圖5 內螺紋蓋組合滑塊機構

組合滑塊的脫模過程：在螺紋型芯上設置了從動齒輪和螺桿等結構，從動齒輪、螺桿與螺紋型芯為一個整體，在滑塊座上設置螺母，螺桿螺母的螺距與內螺紋蓋的螺距相同。當定模與動模分開后，液壓缸活塞桿收縮，帶動整個組合滑塊做脫模運動，使圓管型芯、小孔型芯脫模。當液壓缸活塞桿停止收縮后，液壓馬達通過齒輪帶動螺紋型芯旋轉，在螺桿螺母機構的作用下，螺紋型芯一邊旋轉，一邊做平移運動，使螺紋型芯脫模；然后液壓缸活塞桿帶動組合滑塊做平移運動，使圓管型芯和小孔型芯脫模[8,9]。

5 扁形桶脫模結構

塑件扁形桶體積較大，采用斜導柱+滑塊機構脫模，為了防止扁形桶抽芯脫模時在塑件與型芯之間形成真空，在側抽芯內部設置側推桿，如圖6所示。

圖6 扁形桶脫模機構

扁形桶脫模機構工作過程：在斜楔9的側面有1段豎直面，高度為8 mm，當模具完全閉合時，在彈簧6 和斜楔9 豎直面的作用下對側推桿4 進行定位，此時側推桿4 的端面和側抽型芯5 端面平齊。當動、定模分開距離為0～8 mm 時，側抽型芯5 在斜導柱作用下側向移動，但側推桿4 在斜楔9 豎直側面的作用下不能側向移動，此時側推桿4 從側抽型芯5中伸出，將塑件與側抽型芯分開，同時空氣從側推桿4周圍進入型腔，防止型腔出現真空。當動、定模分開距離大于8 mm 時，側推桿4 與斜楔9 的接觸面為斜面，在彈簧6 的彈力作用下，側推桿4 跟隨側抽型芯5 一起側向移動。模具合模時，扁形桶脫模機構的運動過程相反[10-12]。

6 模具結構

模具為1 模1 腔兩板模結構，如圖7 所示，采用普通流道進澆，具體為主流道+分流道+圓形澆口，使用單澆口進澆。

圖7 模具結構

模具工作過程：注射完成后，動模與定模在主分型面PL 處分開，斜導柱23 帶動喇叭蓋滑塊25 實現喇叭蓋脫模，斜導柱32 帶動扁形桶滑塊28 實現扁形桶脫模，動模停止運動后，組合滑塊實現內螺紋蓋脫模。組合滑塊完成脫模后，推桿21將塑件19從模具型腔中推出，之后模具零件開始復位，復位運動過程與開模過程相反，模具完全閉合后，開始下一個注射循環。

7 結束語

針對吸乳護罩的結構特點，在優先考慮模具總體結構及塑件順利脫模的基礎上，將主分型面設置在塑件的中間位置，塑件上3 個管位采用不同的脫模結構。模具經生產實踐驗證：脫模機構設計合理，脫模動作簡單、可靠，可以保證塑件的自動化生產，為開發類似塑件的模具提供借鑒。