車用便捷洗車機噴嘴注射模設計

丁波， 肖國華， 楊少增， 路英華， 王東鋼

（1.寧海縣第一注塑模具有限公司， 浙江 寧波 315600；2.浙江工商職業技術學院， 浙江 寧波 315012）

0 引 言

管口類塑件的模具設計中，內壁脫模是模具設計的難點[1-5]，其原因在于：①口部和管部內壁上特征的對接方式，對于簡單內壁，可以用成型零件直接分段成型，而對于復雜內壁，則須設置特殊的抽芯機構進行成型和脫模；②口部和管部特征中心線的夾角會影響成型零件的結構，從而影響驅動成型零件抽芯的動力機構選用，動力機構的選用影響模架的選擇，不同模具結構對注塑機的容模安裝尺寸有不同要求[6-8]。現介紹1副車用便捷洗車機噴嘴的熱流道注射模設計。

1 車用便捷洗車噴嘴結構

車用便捷洗車噴嘴安裝于汽車便捷型洗車機前端，用于泡沫水的導流，采用工程塑料ABS材料成型，收縮率為0.51%～0.61%，其結構及基本尺寸如圖1所示，由直管段和扁嘴段構成。塑件直管段的前端兩側設有2個L型卡槽，直管段和扁嘴段中心線的夾角為130°。塑件壁厚為2 mm，量產要求為30萬個。

圖1 車用便捷洗車噴嘴

2 型腔分型設計

型腔分型與塑件的脫模機構設置、量產要求、澆口位置開設等有直接關系，影響后續模具結構設計的復雜程度及模具零部件加工的難易程度[9-13]。模具分型首先要考慮塑件脫模的方便性，基于塑件脫模方便性的考慮，成型塑件的型腔在模具中的布局有4種方式，經綜合優化分析后，單個型腔擬采用圖2所示擺放方式進行布置，模具開模方向與F2向同向。模具分型設置如下：首先使用P1面將主成型零件分割成型腔板鑲件1和型芯鑲件2，用于塑件外壁的成型；然后使用P2面從型腔板鑲件1和型芯鑲件2中分割出一部分用于塑件扁嘴端面的成型；其次是使用P3面將塑件直管和扁嘴的內壁成型零件一分為二，分成直管內壁鑲件5和扁嘴內壁鑲件6，扁嘴內壁鑲件6用于扁嘴內壁和端面成型，直管內壁鑲件5用于直管內壁和端面的成型。主成型鑲件再分割出左滑塊鑲件3和右滑塊鑲件4用于直管兩側的2個卡槽的成型與抽芯脫模。型腔板鑲件1按F1向與塑件分離，型芯鑲件2按F2向與塑件分離，件3～件6分別按F3～F6向與塑件分離，件3～件6抽芯驅動機構都設置在P1面以下的動模一側，有利于簡化模具結構，降低模具制造成本。在此分型設置下，塑件可以采用側澆口澆注，側澆口設置在P1面上。

圖2 型腔分型設置

塑件脫模按以下步驟實現：①P1面按F2向打開，塑件外壁與型腔板鑲件1分離，塑件留于型芯鑲件2上；②件3～件5鑲件同步完成側抽芯；③扁嘴內壁鑲件6完成斜向抽芯；④使用推桿將塑件從型芯鑲件上推出而實現完全脫模。

3 模具結構件設計

經計算，模具使用單個型腔布局能滿足塑件在限定時間內的生產要求，同時也能保證塑件的成型精度，模具成型零件及機構的設置擬采用圖3所示方式進行布置。澆注系統設置中，采用熱流道與普通流道復合澆注的方式進行澆注，側澆口G1設在型腔一側，截面為矩形，尺寸為1.5 mm×2 mm，流道的末端使用φ6 mm普通流道，前端使用φ7.8 mm的熱流道噴嘴R1進行延伸，噴嘴R1采用偏心布置，以便于側澆口G1的開設。為便于塑件的自動脫模，模具設置了4個脫模機構S1～S4，其中S1、S2為短斜導柱滑塊機構，分別用于左、右滑塊鑲件的側抽芯；S3為長斜導柱滑塊機構，用于驅動直管內壁鑲件的側抽芯；S4為液壓缸斜滑塊抽芯機構，用于驅動扁嘴內壁鑲件的抽芯。滑塊機構都設于動模一側，模具選用兩板模模架來安裝機構零件，使模架空間獲得最優利用。為實現型腔板的有效冷卻，型腔板使用3條水路C1～C3進行冷卻，C1用于冷卻型腔板鑲件，C2用于冷卻型芯鑲件，C3用于冷卻內壁型芯。

圖3 模具布局

如圖4所示，澆注系統使用延長型熱噴嘴1，直接與注塑機噴嘴對接。左、右滑塊鑲件使用斜導柱驅動，其滑塊機構結構相同（圖3中S1、S2機構），分置于圖4所示兩側，以左滑塊鑲件的滑塊機構為例，其組成件主要包括件5～件7，滑塊5通過壓條安裝在動模板18上。塑件脫模使用推桿10推出，拉料桿14用于將普通流道凝料拉住留于型芯鑲件4上。模具為兩板模結構，動模板18與定模板19使用導柱17導向，導柱17為倒裝形式安裝，推板復位由彈簧9強制推回。

圖4 模具零件布置

脫模機構S3使用長斜導柱滑塊機構形式，如圖5所示，以滿足直管段內壁的長距離抽芯，機構零件主要包括件21～件23。S4為液壓缸斜滑塊機構，機構件包括件25～件28，主要用于直管內壁鑲件的斜抽芯，使用液壓缸驅動便于配模，降低模具零件加工難度。液壓缸抽芯機構長時間使用會出現液壓缸保壓松退，易導致成型塑件在滑塊結合位置產生飛邊。S4機構的扁嘴內壁鑲件鑲嵌在滑塊27上，滑塊27由液壓缸25驅動實施斜抽芯。

圖5 內壁滑塊機構

4 模具工作原理

注射時模具的工作原理與普通兩板模相同，只有一次開模。模具結構如圖6所示，其工作原理為：注射完成后，模具動模后退（K1向），模具在分型面PL處打開，同時機構S1～S3同步完成側抽芯，待分型面PL打開完畢，液壓缸25活塞桿動作，機構S4完成扁嘴內壁的抽芯；最后，注塑機頂桿推動推板，推板推動推桿10將塑件及流道凝料從型芯鑲件4上推出，實現塑件的完全脫模。復位時，推板先推回復位，然后機構S4復位，最后模具在PL面處閉合，機構S1～S3復位。

圖6 模具結構

5 結束語

針對塑件內外壁都須設置脫模機構的特點，設計了1副熱流道模具用于塑件成型。模具采用直管水平臥式布局，1模1腔結構，使用側澆口進行澆注，流道系統采用熱噴嘴延長+普通流道形式。模具使用2個短斜導柱滑塊機構實施側面卡槽的側抽芯脫模，使用1個長斜導柱滑塊機構用于直管內壁的脫模，使用1個液壓缸活塞桿驅動斜滑塊機構用于扁嘴內壁的抽芯脫模。這些機構的使用簡化了模具結構，降低了模具零件的加工難度和制造成本。