劉紅燕，王偉偉，梁 蓓，卞 平

(1.湖南財(cái)經(jīng)工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 衡陽(yáng) 421002；2.浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 寧波 315012；3.湖北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 十堰 442003)

0 前言

注塑模設(shè)計(jì)中，塑件的分型直接影響到模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在塑件的模腔設(shè)置設(shè)計(jì)中，雖然在設(shè)計(jì)程序上，應(yīng)優(yōu)先考慮塑件澆注系統(tǒng)的澆口位置及數(shù)量設(shè)置，但很多情況下，由于塑件的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，澆注系統(tǒng)的設(shè)置應(yīng)首先服從于塑件的模腔分型需要[1-4]。原因在于塑件的模腔分型設(shè)計(jì)一方面考慮模腔的布局對(duì)模架選用的影響，盡可能地降低模具的制造成本，另一方面在于塑件脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)置需要，模腔主分型面的選用應(yīng)盡可能地減少側(cè)面脫模機(jī)構(gòu)選用的數(shù)量需要，盡可能地避免復(fù)雜抽芯機(jī)構(gòu)的使用[5-9]。在模具設(shè)計(jì)實(shí)踐中，影響模具結(jié)構(gòu)方式的選用涉及到模具的整體制造成本，一般優(yōu)先選用普通的兩板模結(jié)構(gòu)形式[10-13]，但隨著塑件所需生產(chǎn)產(chǎn)量的加大，兩板模中側(cè)澆口的切除需要大量的人工手工來(lái)操作，導(dǎo)致人力成本增加[14-16]，因而，選用三板模來(lái)實(shí)施澆注廢料與塑件的自動(dòng)分離顯得非常必要，三板模的選用，在改善熔融料在模腔內(nèi)的流動(dòng)性能，提升塑件注塑品質(zhì)方面也是一種非常必要的設(shè)計(jì)手段。

1 打印機(jī)骨架塑件

打印機(jī)骨架塑件的形狀如圖1所示，塑件材料為改性丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯聚合物(ABS)，縮水率為0.6 %、平均壁厚為2.2 mm、最大壁厚為2.8 mm、最小壁厚為1.5 mm。塑件的兩端(左側(cè)面和右側(cè)面)為骨架支撐體，兩端由中間的4個(gè)橫板梁(第一、第二、第三、第四橫板梁)連接在一起，第一、第二2個(gè)橫板梁的中間部位通過(guò)4個(gè)連接筋(j1～j4)連接在一起，構(gòu)成塑件的骨架本體。

圖1 塑件形狀Fig.1 Shape of the plastic part

塑件上設(shè)置有較多的結(jié)構(gòu)特征，如圖2所示，包括2種類(lèi)型的螺柱孔(b1～b2)、7種類(lèi)型的直通孔(h1～h7)、9種類(lèi)型的附加特征(d1～d9)、1種卡槽(k1、k2)、1種類(lèi)型的接插管接頭(B1、B2)。

圖2 特征分類(lèi)Fig.2 Feature classification

2種類(lèi)型的螺柱孔b1、b2中，b1有3個(gè)同類(lèi)型的孔，b2有2個(gè)同類(lèi)型的孔。7種類(lèi)型的直通孔中，包括h1～h7，其中，h1類(lèi)型的有13個(gè)，h2類(lèi)型的有3個(gè)，h3類(lèi)型的有3個(gè)，h4、h5為內(nèi)側(cè)邊孔，各有1個(gè)，h6為兩端側(cè)板上的結(jié)構(gòu)安裝孔，兩端側(cè)板各設(shè)置1個(gè)，共2個(gè)，h7為j2，j4連接筋上的孔。9種類(lèi)型的附加特征，包括d1～d9，d1～d4為右側(cè)面一側(cè)的特征，d1為開(kāi)放性側(cè)面三角形掛鉤，d2為帶3個(gè)加強(qiáng)柱的側(cè)面螺絲柱，d4為護(hù)位小筋板，d5為倒勾加強(qiáng)筋，d6為矩形掛鉤，d7、d9為端側(cè)面非連續(xù)性凸緣，d8為梁板間的插針柱，有2個(gè)。k1、k2為第一橫板梁上的2個(gè)側(cè)向卡槽扣。1種類(lèi)型的接插管接頭中，接插管接頭B1位于塑件右側(cè)面一側(cè)，如N向視圖所示、B2位于左側(cè)面一側(cè)，如M向視圖所示。

2 脫模分析

塑件各細(xì)節(jié)特征的尺寸設(shè)置如圖3所示。針對(duì)本塑件的復(fù)雜的形狀特點(diǎn)，澆注系統(tǒng)及分型設(shè)計(jì)前，應(yīng)事先做好各細(xì)節(jié)特征的脫模設(shè)置，即脫模方向和抽芯行程，優(yōu)化塑件在模腔中的布局設(shè)置，以盡可能地降低模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度和降低模具制造成本。塑件中，第一橫板梁和第二橫板梁呈57 °夾角，第二橫板梁和第三橫板梁之間的夾角為21 °，第一橫板梁和第四橫板梁之間為平行板，兩者相距21 mm，第四橫板的寬度為32 mm。在第一橫板梁和第四橫板梁之間設(shè)置2個(gè)d8獨(dú)立柱子，柱子高度為21 mm。顯然，第一橫梁板和第二橫梁板之間形成的空間槽也需要實(shí)施抽芯才能脫模，d8柱子同樣也需要沿其柱軸向方向進(jìn)行抽芯脫模。

(a)俯視主視圖 (b)前視圖 (c)后視圖 (d)H-H剖視圖(e)I-I剖視圖 (f)J-J剖視圖 (g)K-K剖視圖圖3 特征尺寸Fig.3 Feature size

3 分型及脫模方案

在抽芯方向較多且數(shù)量既定的情況下，塑件在模腔中擺放，即布局方式的選擇，將極大地影響模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)難度。

對(duì)塑件的抽芯方向進(jìn)行歸類(lèi)后，可以分為以下幾組：(1)b1的軸心方向。抽芯方向與b1軸心方向相同的特征有b1、b2、h2共8處(第一方向F1)。(2)h1軸心方向。抽芯方向與h1軸心方向相同的特征有h3孔，共16個(gè)孔(第二方向F2)。(3)B1、B2為一個(gè)方向(第三方向F3)。(4)d1～d7、h5、h4為同一個(gè)方向，且位于同一側(cè)面右側(cè)面(第四方向F4)。(5)d8與第一橫梁板和第四橫梁板的空間槽抽芯方向?yàn)橥环较?，k1、k2的抽芯方向與d8方向相同(第五方向F5)。(6)h6、d9為同一方向，且位于同一側(cè)面左側(cè)面(第六方向F6)。(7)h7為一個(gè)方向，且方向與d1平行(第七方向F7)。從圖3中可以得知，B1～B2、b1～b2、h1～h7等都為孔類(lèi)特征，其脫模方向只能設(shè)置成與孔的中心軸線平行，且遠(yuǎn)離塑件的方向。

上述7個(gè)的抽芯方向中，必須有一個(gè)方向與模具的開(kāi)模方向相同，顯然，選用F1方向作為開(kāi)模方向，能明顯簡(jiǎn)化模具的結(jié)構(gòu)。在F1與模具主開(kāi)模方向Z向同向的情形下，塑件的分型面設(shè)置如圖4所示，圖4中，P0為主分型面，P1為次分型面。

P0、P1—外分型面 P2—內(nèi)分型面 Z—模具開(kāi)模方向(a)H—H剖視圖 (b)I—I剖視圖圖4 分型及脫模機(jī)構(gòu)布局Fig.4 Parting and layout of demolishing mechanism

在此分型設(shè)置下，塑件的脫模方案為：

P0、P1—外分型面 P2—內(nèi)分型面 P3、P4—側(cè)分型面(a)前軸測(cè)視圖 (b)后軸測(cè)視圖圖5 主分型線走向Fig.5 Trend of main parting line

(1)如圖5所示，在以P0為主分型面的情形下，第二橫梁板與第三橫梁板之間由j1～j4特征所隔開(kāi)的5個(gè)凹槽區(qū)域通過(guò)圖4所示的內(nèi)分型線進(jìn)行分型，脫模時(shí)，塑件的第一橫梁板與第二、第三橫梁板之間的大部分區(qū)域?yàn)樾颓幻?，由型腔面與塑件直接分離即可實(shí)現(xiàn)脫模。脫模方向?yàn)镕1向的所有特征的脫模同步獲得脫模。第一橫板梁與第四橫板梁之間的區(qū)域可設(shè)置1個(gè)斜滑塊進(jìn)行抽芯可實(shí)現(xiàn)該區(qū)域的側(cè)抽芯脫模，繼而，F(xiàn)5方向所有特征可同步實(shí)現(xiàn)脫模。P0-P2-P1以下的Z向反向區(qū)域?yàn)樾托境尚图^(qū)域；

(2)如圖6(a)所示，脫模方向?yàn)镕4向的特征采用一個(gè)側(cè)面分型面P3面來(lái)分型，其成型件運(yùn)用一個(gè)側(cè)面滑塊來(lái)成型，該成型滑塊的頭部集成d1～d7、h5、h4特征，成型區(qū)域包含P3分型面所分開(kāi)整個(gè)側(cè)面區(qū)域，如圖6(b)所示。d1～d9的抽芯方向則垂直于其結(jié)構(gòu)特征所在基礎(chǔ)平面，d1～d4、d7位于右側(cè)面上，所需抽芯距為14 mm，當(dāng)然，d1～d7、h5、h4特征理論上的抽芯距已不起作用，其實(shí)際抽芯距離(H)為111 mm；

P3—側(cè)分型面(a)P3分型區(qū)域 (b)P3區(qū)域成型件圖6 P3主分型線 Fig.6 P3 parting line

如圖7(a)所示，第六方向F6抽芯方向的分型線設(shè)置如圖7(a)中的P4分型線，其成型件運(yùn)用一個(gè)側(cè)面滑塊來(lái)成型，該成型滑塊的頭部集成其所對(duì)應(yīng)的成型特征包含h6、d9特征及P4分型線所分開(kāi)整個(gè)側(cè)面區(qū)域，如圖7(b)所示。同樣，h6、d9特征理論上的抽芯距離也不起作用，其實(shí)際抽芯距離(S)為42 mm。d5、d6、d9位于左側(cè)面上，所需抽芯距為11 mm；

P4—側(cè)分型面(a)P4分型區(qū)域 (b)P4區(qū)域成型件圖7 P4主分型線Fig.7 P4 parting line

(a)設(shè)置Ⅰ (b)設(shè)置Ⅱ圖8 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)置Fig.8 Demolishing mechanism settings

(3)如圖8(a)中所示，第二方向F2為h1孔的中心線方向，其對(duì)應(yīng)的16個(gè)孔的抽芯采用一個(gè)側(cè)面滑塊——后斜滑塊來(lái)驅(qū)動(dòng)，16個(gè)孔對(duì)應(yīng)的成型件為圖8(a)中所示的h1鑲件和h3鑲件。h1、h2、h4、h7的抽芯距離為6 mm，h3需10 mm的抽芯距離，h5、h6則須8 mm的抽芯距離；

(4)結(jié)合圖1特征第五方向F5所對(duì)應(yīng)的特征k1、k2及空間槽采用一個(gè)滑塊——前斜滑塊來(lái)實(shí)施抽芯，如圖8(a)所示。k1、k2的抽芯方向與其外側(cè)面垂直，所需抽芯距離為13 mm；j2、j4筋板的彎鉤特征位于模腔的型腔一側(cè)，其上的2個(gè)h7孔也位于型腔一側(cè)，因而，兩種情況合并采用2個(gè)前模斜頂頂出側(cè)抽芯方式來(lái)脫模；

(5)如圖8(b)所示，第三方向F3所對(duì)應(yīng)的B1、B2兩個(gè)接插管接頭的抽芯方向相同，因而分別采用B1鑲件和B2鑲件來(lái)成型和抽芯脫模。B1、B2所需抽芯距離為30 mm。特別地，考慮到h4孔的抽芯如按第四方向F4方向抽芯，則被B1特征所阻擋，因此，其抽芯方向采用F4的方向來(lái)抽芯，因而，需要特別設(shè)置一個(gè)斜頂鑲件h4鑲件來(lái)進(jìn)行頂出脫模，如圖8(b)所示。

從以上脫模方式的歸類(lèi)中可以看出，在圖3所示分型設(shè)置下，除第(1)、第(6)種情況所述脫模需要在模腔的型腔側(cè)進(jìn)行頂出脫模外，其余各類(lèi)情況的脫模皆可以在模腔的型芯側(cè)來(lái)完成。因此，如圖4所示的分型方式有利于模具整體結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化。

4 模具設(shè)計(jì)

結(jié)合前述，在圖4所示分型下，塑件從模腔里的脫出需要在塑件的6個(gè)側(cè)面都設(shè)置脫模機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)施脫模。因此，結(jié)合圖3中所示的塑件尺寸大小及其余模腔布局因素，塑件的模腔布局以一模一腔布置較為合適，其布局如圖9所示。在圖8所示的單腔布置下，需要設(shè)置6個(gè)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)、3個(gè)斜頂機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)上述8種脫模情況的脫模。6個(gè)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)分別為S1～S6，3個(gè)斜頂機(jī)構(gòu)分別為D1～D3。

S1～S6—抽芯機(jī)構(gòu)編號(hào) D1～D3—斜頂機(jī)構(gòu)編號(hào) G1～G3—澆口編號(hào)(a)動(dòng)模俯視圖 (b)定模仰視圖圖9 模具布局Fig.9 Mould structure

其中，結(jié)合圖8所示，S1滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)于P4分型線所確定的第六方向F6抽芯滑塊機(jī)構(gòu)。S2滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)于P3分型線所確定的第四方向F4抽芯滑塊機(jī)構(gòu)。S3滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)于第三方向F3的B2鑲件的抽芯，S4滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)于第三方向F3的B1鑲件的抽芯。S5滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)于第二方向F2的16個(gè)孔成型鑲件的抽芯。S6滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)于第五方向F5的特征成型件的抽芯。相對(duì)于主分型面P0而言，機(jī)構(gòu)S1、S2為水平側(cè)滑塊抽芯機(jī)構(gòu)，S3～S6機(jī)構(gòu)為斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)。

斜頂機(jī)構(gòu)中，D1、D2斜頂機(jī)構(gòu)位于型腔一側(cè)，D3斜頂位于型芯一側(cè)。D1斜頂機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)于j4筋板及其上h7孔的側(cè)抽芯脫模，D2斜頂機(jī)構(gòu)則對(duì)應(yīng)于j2筋板及其上的h7孔的側(cè)抽芯脫模。D3斜頂機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)于h4孔的型芯側(cè)頂出側(cè)抽芯脫模。

從脫模機(jī)構(gòu)的布置可以看出，模腔的澆注若采用側(cè)邊進(jìn)料方式進(jìn)行澆注，很明顯，澆口須從S1、S2、S5、S6滑塊上開(kāi)設(shè)，這明顯將使?jié)沧⑾到y(tǒng)的主澆道中心偏離模具的中心，其次，開(kāi)模時(shí)，隨著滑塊的側(cè)抽芯抽出，不利于流道廢料從型腔中拔出。若澆口開(kāi)設(shè)于第一、第二、第三橫梁板上，同樣也會(huì)產(chǎn)生主澆道中心偏離設(shè)置問(wèn)題，且流道為曲面流道不利于加工。若開(kāi)設(shè)于j1～j4構(gòu)成的5個(gè)凹槽，受凹槽形狀限制，澆口所在位置不利于塑件的平衡注塑。因而，澆口的最佳設(shè)置方式采用點(diǎn)澆口進(jìn)行注塑較為合適。經(jīng)模流分析設(shè)計(jì)后，模腔的注塑采用3點(diǎn)點(diǎn)澆口進(jìn)行澆注，3個(gè)點(diǎn)澆口的位置布置設(shè)計(jì)如圖9中的G1、G2、G3位置所示。即考慮塑件的特點(diǎn)后，將塑件從G3所在的對(duì)稱(chēng)中心分開(kāi)，分兩個(gè)區(qū)域進(jìn)行注塑，G1、G2則為兩末端區(qū)域各自的質(zhì)量中心點(diǎn)位置。

4 模具結(jié)構(gòu)分析

模具的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖10所示。

1—定位圈 2—澆口套 3—流道板 4—定模板 5—?jiǎng)幽０?6—墊塊 7—底板 8—保護(hù)柱 9—先復(fù)位插桿 10—擋塊11—擺桿 12—推板 13—蓋板 14—復(fù)位桿 15—復(fù)位桿彈簧 16—水嘴 17—垃圾釘 18—尼龍扣 19—下拉桿套20—定模板拉桿 21—定模板副導(dǎo)套 22—定模板副導(dǎo)柱 23—模架導(dǎo)柱 24—流道板導(dǎo)套 25—定模板主導(dǎo)套26—S2滑塊底磨板 27—S2滑塊拉桿板 28—S2滑塊抽芯彈簧 29—S2滑塊抽芯拉桿 30—S2滑塊 31—S2滑塊導(dǎo)柱壓塊 32—S2滑塊斜導(dǎo)柱 33—側(cè)邊墊塊 34—固定螺絲 35—拉料桿 36—前斜頂桿 37—前斜頂座38—小墊板 39—彈簧壓板 40—前斜頂彈簧 41—S1滑塊斜導(dǎo)柱壓塊 42—型針 43—背耐磨板 44—S1滑塊斜導(dǎo)柱 45—S1滑塊 46—S1滑塊抽芯彈簧 47—S1滑塊抽芯拉桿 48—S1滑塊拉桿板 49—S1滑塊底耐磨板50—楔緊塊 51—支撐柱 52—導(dǎo)柱壓緊塊 53—滑塊 54—管套型芯 55—管內(nèi)型芯 56—拉桿板 57—抽芯彈簧58—抽芯拉桿 59—S6滑塊斜導(dǎo)柱 60—S6斜滑塊 61—S6斜滑塊座 62—S5滑塊斜導(dǎo)柱 63—S5滑塊 64—斜孔型芯65—S5滑塊拉桿板 66—S5滑塊抽芯彈簧 67—S5滑塊抽芯拉桿 68—S5滑塊耐磨板 69—S6滑塊導(dǎo)向條 70—型腔鑲件71—型芯鑲件 72—D3斜頂桿 73—D3斜頂座 PL1、PL2、PL3—開(kāi)模面(a)前剖主視圖 (b)模具俯視圖 (c)斜頂局部剖視圖 (d)開(kāi)模控制機(jī)構(gòu)安裝 (e)滑塊機(jī)構(gòu)安裝Ⅰ (f)W向視圖 (g)滑塊機(jī)構(gòu)安裝Ⅱ圖10 模具結(jié)構(gòu)Fig.10 Mould structure

(1)模架的選用。模架選用三板模架結(jié)構(gòu)方式，基于2個(gè)方面的考慮，一是2個(gè)點(diǎn)澆口G1、G2的澆注設(shè)置需要，二是D1、D2前模斜頂機(jī)構(gòu)的安裝需要。由于塑件形狀扁長(zhǎng)，形狀比較特殊，相應(yīng)的三板模架在長(zhǎng)寬上只能采用非標(biāo)型模架。

模架的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)有主導(dǎo)柱和副導(dǎo)柱組成，每種導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)有4副，單副導(dǎo)向機(jī)構(gòu)中，主導(dǎo)柱機(jī)構(gòu)的構(gòu)件組成包括件23～件25，其用于模架模板的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向，副導(dǎo)柱機(jī)構(gòu)的構(gòu)件包括件21、件22，用于增強(qiáng)定模板4和動(dòng)模板5的閉合復(fù)位精度。

模架能分3次打開(kāi)，分型打開(kāi)面依次為PL1→PL2→PL3，其對(duì)應(yīng)的控制單組組件包括件18～20，該組件設(shè)置有4組，分置在模架四角。

模架上，針對(duì)頂出板推板12、蓋板13的組合板，因?yàn)镾1～S6滑塊抽芯機(jī)構(gòu)上設(shè)置有較多的細(xì)小型芯，為防止其與頂針74干涉，特設(shè)置了頂出板先復(fù)位機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)組成件包括件8～件11;

(2)澆注系統(tǒng)中，如前所述，采用圖9中所示的G1、G2、G3三點(diǎn)點(diǎn)澆口，流道采用U形流道，澆口套75設(shè)置于面板2上，采用沉入式安裝方式，以縮短流道長(zhǎng)度。模腔的冷卻采用“水道+水井”的方式進(jìn)行冷卻，水道管徑為φ10 mm；

(3)成型件中，如圖11所示，型腔鑲件70采用5個(gè)分體式鑲件塊(V1～V5)組成，其材料采用40Cr13，熱處理洛氏硬度至48～52，成型面拋光至Ra0.8；S1～S6滑塊的成型件、D1～D3斜頂?shù)某尚图牧喜捎煤辖鸾Y(jié)構(gòu)鋼40Cr材料，硬度在HRC42以上；型芯鑲件71由4個(gè)分體式鑲件塊(W1～W4)組成，其材料選用預(yù)應(yīng)化塑料模具鋼P(yáng)20，熱處理硬度至HRC38～42；型腔鑲件及型芯鑲件的分塊組成如圖10所示。采用分塊方式有利于成型件的水路加工、單件成型加工及裝配。

V1～V1—型腔鑲件編號(hào) W1～W4—型芯鑲件編號(hào)(a)成型件組成 (b)澆口位置圖11 模腔成型鑲件組成Fig.11 Composition of die cavity forming inserts

(4)完全頂出脫模機(jī)構(gòu)。塑件從型芯鑲件71上的脫模采用12根頂針71頂出完成；

(5)側(cè)抽芯脫模機(jī)構(gòu)。 承前所述，為實(shí)現(xiàn)塑件的側(cè)面抽芯脫模，模具上布置了S1～S6、D1～D3共9個(gè)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)施側(cè)面抽芯脫模，如圖12所示。

S1～S6—抽芯機(jī)構(gòu)編號(hào) D1～D3—斜頂機(jī)構(gòu)編號(hào)圖12 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)置Fig.12 Demolishing mechanism settings

6個(gè)機(jī)構(gòu)中，S1、S2機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)相同，為一種改進(jìn)型彈簧驅(qū)動(dòng)抽芯平滑塊機(jī)構(gòu)；S3、S4機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)相同，為一種改進(jìn)型彈簧驅(qū)動(dòng)平滑塊斜隧道抽芯機(jī)構(gòu)；S5機(jī)構(gòu)為一種雙斜導(dǎo)柱驅(qū)動(dòng)斜隧道抽芯平滑塊結(jié)構(gòu)；S6為一種雙斜導(dǎo)柱驅(qū)動(dòng)斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)。結(jié)合圖9所示，S1機(jī)構(gòu)組成件包括件41～件49，S2機(jī)構(gòu)組成件包括件26～件32，相對(duì)于通用型斜導(dǎo)柱驅(qū)動(dòng)滑塊抽芯機(jī)構(gòu)，S1、S2機(jī)構(gòu)改進(jìn)的地方是，以S1機(jī)構(gòu)為例，考慮到成型滑塊的包緊力較大，所需驅(qū)動(dòng)力也較大的緣故，其驅(qū)動(dòng)力方式改為由S1滑塊抽芯彈簧46來(lái)驅(qū)動(dòng)S1滑塊45向外側(cè)抽芯，這樣能有效保證在S1滑塊斜導(dǎo)柱44的啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)下，S1滑塊45可靠地向外抽芯，便于S1滑塊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)零件設(shè)計(jì)及減小機(jī)構(gòu)對(duì)模架的結(jié)構(gòu)尺寸要求。同樣，S3、S4機(jī)構(gòu)也同樣采用了此種設(shè)計(jì)方法，S3、S4機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)也相同，S3機(jī)構(gòu)的主要組成件包括件52～件58，其滑塊53通過(guò)抽芯彈簧57驅(qū)動(dòng)抽芯拉桿58來(lái)驅(qū)動(dòng)。

S3、S4、S5機(jī)構(gòu)都為隧道式滑塊機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)相同，以S3機(jī)構(gòu)為例，其機(jī)構(gòu)組成件包括件52～件58，如圖13所示。

F1—滑塊53抽芯方向 F2—管套型芯54抽芯方向圖13 S3隧道滑塊機(jī)構(gòu)Fig.13 S3 tunnel-slider mechanism

機(jī)構(gòu)中，管套型芯54內(nèi)套上管內(nèi)型芯55后組成B1成型鑲件，即機(jī)構(gòu)的隧道滑塊；管套型芯54通過(guò)其尾端外壁的T形頭與滑塊53的T形槽滑動(dòng)配合，且同時(shí)，管套型芯54套裝于型芯鑲件塊W4的型孔內(nèi)，該孔即為方形隧道孔，可以按B1柱孔的中心方向(F2向)移動(dòng)，形成隧道式滑塊，開(kāi)模抽芯時(shí)，滑塊53在其斜導(dǎo)柱驅(qū)動(dòng)及抽芯彈簧57的拉動(dòng)下，沿F1方向向外抽芯時(shí)，滑塊53通過(guò)T形槽拉動(dòng)管套型芯54、管內(nèi)型芯55按B1孔的中心線方向(F2向)抽出，實(shí)現(xiàn)B1特征的脫模。此種機(jī)構(gòu)將原本需要做斜向抽芯機(jī)構(gòu)來(lái)脫模的方式，改為平動(dòng)抽芯方式，有利于減少機(jī)構(gòu)對(duì)模架高度和寬度的尺寸要求，節(jié)省模板用料，且便于加工，有利于節(jié)省模具制造成本。

S5機(jī)構(gòu)的組成件包括件62～件68。S5、S6機(jī)構(gòu)為寬體式滑塊機(jī)構(gòu)，為保持滑塊體的運(yùn)動(dòng)平衡，兩者的滑塊體都采用雙斜導(dǎo)柱驅(qū)動(dòng)方式，S6機(jī)構(gòu)為常用型斜導(dǎo)柱驅(qū)動(dòng)斜滑塊機(jī)構(gòu)，其組成件主要包括件59、件60、件61和件69。

斜頂機(jī)構(gòu)中，D2、D3為相同結(jié)構(gòu)的前模斜頂機(jī)構(gòu)，D1為后模斜頂機(jī)構(gòu)。以D2機(jī)構(gòu)為例，如圖14所示，其組成件包括件36～件40，為簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，D2機(jī)構(gòu)做了結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)，不同于一般的前模斜頂需要在定模側(cè)設(shè)置頂出板的形式。

圖14 前模斜頂機(jī)構(gòu)Fig.14 Front die inclined top mechanism

結(jié)合圖9中P-P剖視圖及圖11中D2機(jī)構(gòu)所示，機(jī)構(gòu)中的前斜頂桿36由前斜頂彈簧40來(lái)頂出，即將彈簧壓板39通過(guò)螺釘緊固安裝于定模板4的上部，以作為前斜頂彈簧40的支撐頂托件，前斜頂座37由前斜頂彈簧40頂托，前斜頂座37的外形為“工”字形槽，與前斜頂桿36的尾端T形槽滑動(dòng)配合，而前斜頂座37只能在定模板4的槽內(nèi)上下移動(dòng)，從而，模具在PL3分型面打開(kāi)時(shí)，前斜頂彈簧40推動(dòng)前斜頂座37向下時(shí)，由于前斜頂桿36的尾端T形槽能沿前斜頂座37的“工”字外形型槽水平滑動(dòng)，從而前斜頂座37能推動(dòng)前斜頂桿36沿其在定模板4內(nèi)的斜槽內(nèi)斜向下頂出，從而達(dá)到前斜頂桿36推動(dòng)塑件從型腔鑲件中頂出并實(shí)現(xiàn)J2彎鉤特征及h7孔側(cè)向抽芯脫模的目的。

D1機(jī)構(gòu)為常用型斜頂座推頂斜頂桿頂出機(jī)構(gòu)，此處不再贅述。

結(jié)合圖10所示，模具的工作過(guò)程如下：

模具安裝于注塑機(jī)上后，閉合—注塑—保壓—冷卻后等待開(kāi)模。

(1)PL1打開(kāi)。模具在注塑機(jī)動(dòng)模板的驅(qū)動(dòng)下，模具首先在PL1面處打開(kāi)，此時(shí)，流道廢料在澆口處崩斷，塑件與流道廢料先分離；

(2)PL2打開(kāi)。動(dòng)模繼續(xù)后退，模具在PL2分型面處打開(kāi)，打開(kāi)時(shí)，流道板3將流道廢料從拉料桿35上刮出，實(shí)現(xiàn)流道廢料的自動(dòng)脫模；

(3)PL3打開(kāi)。動(dòng)模繼續(xù)后退，過(guò)程中，D2、D3機(jī)構(gòu)完成前模頂出側(cè)抽芯；同步地，S1～S6機(jī)構(gòu)的各自的斜導(dǎo)柱驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的滑塊進(jìn)行側(cè)抽芯，完成對(duì)應(yīng)特征的側(cè)抽芯脫模；

(4)頂出。開(kāi)模完畢,注塑機(jī)頂桿推動(dòng)頂出板及其上的頂桿74及D1斜頂將塑件從型芯鑲件71上頂出，實(shí)現(xiàn)塑件的完全脫模；

(5)閉合復(fù)位。其過(guò)程與開(kāi)模過(guò)程相反，不再贅述。

5 結(jié)論

(1)針對(duì)塑件外形復(fù)雜，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)困難的問(wèn)題，在先行確定脫模方式布局、合理地確定塑件的主分型面的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了其1模1腔三板結(jié)構(gòu)注塑模具。分型采用雙層分型方式，澆注系統(tǒng)采用兩點(diǎn)點(diǎn)澆口澆注方式。針對(duì)塑件脫模困難問(wèn)題，設(shè)置了6個(gè)滑塊抽芯機(jī)構(gòu)和3個(gè)斜頂機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)塑件的側(cè)抽芯特征的脫模；

(2)滑塊抽芯機(jī)構(gòu)中，為減少機(jī)構(gòu)對(duì)模架結(jié)構(gòu)開(kāi)模面PL3面尺寸的要求，將滑塊機(jī)構(gòu)中滑塊的驅(qū)動(dòng)改進(jìn)為外置式彈簧驅(qū)動(dòng)方式，為減少機(jī)構(gòu)對(duì)模架高度尺寸的要求，將斜向抽芯機(jī)構(gòu)改進(jìn)設(shè)置為水平滑塊驅(qū)動(dòng)隧道滑塊斜向抽芯的方式;滑塊機(jī)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)，大大降低了模具的加工、安裝難度和制造成本；

(3)針對(duì)塑件前模抽芯脫模的需要，設(shè)計(jì)了一種新型前模斜頂機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)利用彈簧驅(qū)動(dòng)斜頂座來(lái)驅(qū)動(dòng)斜頂桿將塑件從型腔中頂出，從而達(dá)到實(shí)現(xiàn)塑件彎鉤特征及孔特征在前模側(cè)向抽芯脫模的目的，機(jī)構(gòu)構(gòu)思巧妙，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有利于簡(jiǎn)化模具的整體結(jié)構(gòu)；模具結(jié)構(gòu)布局合理，機(jī)構(gòu)設(shè)置簡(jiǎn)單實(shí)用，工作可靠性高，可為同類(lèi)塑件的模具設(shè)計(jì)提供有益參考。