費(fèi)明心

（湖南財(cái)經(jīng)工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 衡陽(yáng) 421002）

0 引言

成型塑件復(fù)雜結(jié)構(gòu)處需要設(shè)計(jì)特殊的脫模機(jī)構(gòu)，這些脫模機(jī)構(gòu)的要求是既能使成型塑件順利脫模，又能使脫模動(dòng)作可靠，還要盡可能精簡(jiǎn)模具結(jié)構(gòu)[1,2]。在確定成型塑件分型面時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選擇既能簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，又能使塑件順利脫模的分型面，針對(duì)圖1 所示的吸乳護(hù)罩上3 個(gè)不同脫模方向的管位結(jié)構(gòu)，其中1 個(gè)為內(nèi)螺紋蓋，內(nèi)螺紋蓋的底部有1 個(gè)圓管和1 個(gè)小孔，其脫模結(jié)構(gòu)復(fù)雜。為了簡(jiǎn)化成型該塑件的模具結(jié)構(gòu)，選擇的主分型面位于塑件上3個(gè)管位的中間位置，且3 個(gè)管位全部采用側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)脫模。

圖1 塑件結(jié)構(gòu)

1 吸乳護(hù)罩結(jié)構(gòu)分析

吸乳護(hù)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(gè)喇叭蓋、1 個(gè)扁形桶（38 mm×29 mm×56 mm）和1 個(gè)內(nèi)螺紋蓋，內(nèi)螺紋規(guī)格為M55 mm×22 mm，內(nèi)螺紋蓋的底部有1 段圓管（φ25 mm×14 mm），在圓管的旁邊有1個(gè)直徑為φ3 mm 小孔。成型該塑件模具的設(shè)計(jì)難點(diǎn)是內(nèi)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(shè)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(gè)管位的中間，進(jìn)澆點(diǎn)位于主分型面上；3 個(gè)管位采用側(cè)抽芯，其中扁形桶與內(nèi)螺蚊蓋的分型面是沿膠位面中間位置創(chuàng)建的拉伸曲面，斜度為5°；喇叭蓋的分型面是沿其側(cè)壁膠位面的中間位置創(chuàng)建的豎直平面。在整副模具的分型面上沒(méi)有尖角、薄料等影響模具使用壽命的結(jié)構(gòu)。為了增加動(dòng)、定模的合模精度，在主分型面的4個(gè)角位處設(shè)計(jì)定位塊，為了減少內(nèi)螺紋蓋型芯的磨損，內(nèi)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(shè)置合模間隙。

圖2 分型面設(shè)計(jì)

3 澆注系統(tǒng)模流分析

按照?qǐng)D2 所示的1 個(gè)進(jìn)澆點(diǎn)進(jìn)行模流分析，將最大注射壓力設(shè)為100 MPa，將熔體的填充時(shí)間設(shè)為3 s，熔體溫度設(shè)為180～210 ℃，模具溫度設(shè)為60 ℃，其模流分析的結(jié)果如圖3所示。從圖3可知，填充所需時(shí)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(xiàn)，困氣主要集中在內(nèi)螺紋及塑件的邊緣處。

圖3 模流分析

對(duì)于模流分析顯示的注射缺陷，可以通過(guò)調(diào)整注射工藝或修改模具結(jié)構(gòu)的方法解決，熔接線(xiàn)缺陷可以通過(guò)將模具溫度調(diào)整到80 ℃，提高熔體流動(dòng)性的方法解決；對(duì)于困氣現(xiàn)象，將螺紋型芯改為鑲件結(jié)構(gòu)，使氣體更容易從型腔中排出，減少困氣[3-7]。

4 內(nèi)螺紋蓋的脫模機(jī)構(gòu)

塑件內(nèi)螺紋蓋除了內(nèi)壁上有內(nèi)螺紋外，其底部還有1 段圓管，在圓管的旁邊還有1 個(gè)小孔，其抽芯結(jié)構(gòu)如圖4所示。為了防止內(nèi)螺紋蓋底部的圓管出現(xiàn)注射不滿(mǎn)的現(xiàn)象，同時(shí)也為了方便修改模具，將圓管的型芯設(shè)計(jì)為鑲件結(jié)構(gòu)；內(nèi)螺紋的型芯需要旋轉(zhuǎn)才能脫模，而位于內(nèi)螺紋蓋底部的小孔的型芯不能旋轉(zhuǎn)，因此內(nèi)螺紋蓋的抽芯分成3個(gè)部分：圓管型芯（位于中間）、螺紋型芯（位于外圍）、小孔對(duì)應(yīng)的型芯。這3 個(gè)型芯以不同的運(yùn)動(dòng)方式脫模，其中圓管型芯及小孔對(duì)應(yīng)的型芯通過(guò)液壓缸活塞桿帶動(dòng)以直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的方式脫模，螺紋型芯由液壓馬達(dá)帶動(dòng)以旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的方式脫模。

圖4 內(nèi)螺紋蓋的抽芯結(jié)構(gòu)

為了使成型塑件能順利脫模，設(shè)計(jì)了組合滑塊機(jī)構(gòu)，主要由液壓馬達(dá)、液壓缸、主動(dòng)齒輪、圓管型芯、小孔對(duì)應(yīng)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(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖5（a）所示，整體結(jié)構(gòu)如圖5（b）所示。

圖5 內(nèi)螺紋蓋組合滑塊機(jī)構(gòu)

組合滑塊的脫模過(guò)程：在螺紋型芯上設(shè)置了從動(dòng)齒輪和螺桿等結(jié)構(gòu)，從動(dòng)齒輪、螺桿與螺紋型芯為一個(gè)整體，在滑塊座上設(shè)置螺母，螺桿螺母的螺距與內(nèi)螺紋蓋的螺距相同。當(dāng)定模與動(dòng)模分開(kāi)后，液壓缸活塞桿收縮，帶動(dòng)整個(gè)組合滑塊做脫模運(yùn)動(dòng)，使圓管型芯、小孔型芯脫模。當(dāng)液壓缸活塞桿停止收縮后，液壓馬達(dá)通過(guò)齒輪帶動(dòng)螺紋型芯旋轉(zhuǎn)，在螺桿螺母機(jī)構(gòu)的作用下，螺紋型芯一邊旋轉(zhuǎn)，一邊做平移運(yùn)動(dòng)，使螺紋型芯脫模；然后液壓缸活塞桿帶動(dòng)組合滑塊做平移運(yùn)動(dòng)，使圓管型芯和小孔型芯脫模[8,9]。

5 扁形桶脫模結(jié)構(gòu)

塑件扁形桶體積較大，采用斜導(dǎo)柱+滑塊機(jī)構(gòu)脫模，為了防止扁形桶抽芯脫模時(shí)在塑件與型芯之間形成真空，在側(cè)抽芯內(nèi)部設(shè)置側(cè)推桿，如圖6所示。

圖6 扁形桶脫模機(jī)構(gòu)

扁形桶脫模機(jī)構(gòu)工作過(guò)程：在斜楔9的側(cè)面有1段豎直面，高度為8 mm，當(dāng)模具完全閉合時(shí)，在彈簧6 和斜楔9 豎直面的作用下對(duì)側(cè)推桿4 進(jìn)行定位，此時(shí)側(cè)推桿4 的端面和側(cè)抽型芯5 端面平齊。當(dāng)動(dòng)、定模分開(kāi)距離為0～8 mm 時(shí)，側(cè)抽型芯5 在斜導(dǎo)柱作用下側(cè)向移動(dòng)，但側(cè)推桿4 在斜楔9 豎直側(cè)面的作用下不能側(cè)向移動(dòng)，此時(shí)側(cè)推桿4 從側(cè)抽型芯5中伸出，將塑件與側(cè)抽型芯分開(kāi)，同時(shí)空氣從側(cè)推桿4周?chē)M(jìn)入型腔，防止型腔出現(xiàn)真空。當(dāng)動(dòng)、定模分開(kāi)距離大于8 mm 時(shí)，側(cè)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(cè)推桿4 跟隨側(cè)抽型芯5 一起側(cè)向移動(dòng)。模具合模時(shí)，扁形桶脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程相反[10-12]。

6 模具結(jié)構(gòu)

模具為1 模1 腔兩板模結(jié)構(gòu)，如圖7 所示，采用普通流道進(jìn)澆，具體為主流道+分流道+圓形澆口，使用單澆口進(jìn)澆。

圖7 模具結(jié)構(gòu)

模具工作過(guò)程：注射完成后，動(dòng)模與定模在主分型面PL 處分開(kāi)，斜導(dǎo)柱23 帶動(dòng)喇叭蓋滑塊25 實(shí)現(xiàn)喇叭蓋脫模，斜導(dǎo)柱32 帶動(dòng)扁形桶滑塊28 實(shí)現(xiàn)扁形桶脫模，動(dòng)模停止運(yùn)動(dòng)后，組合滑塊實(shí)現(xiàn)內(nèi)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(kāi)始復(fù)位，復(fù)位運(yùn)動(dòng)過(guò)程與開(kāi)模過(guò)程相反，模具完全閉合后，開(kāi)始下一個(gè)注射循環(huán)。

7 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)吸乳護(hù)罩的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在優(yōu)先考慮模具總體結(jié)構(gòu)及塑件順利脫模的基礎(chǔ)上，將主分型面設(shè)置在塑件的中間位置，塑件上3 個(gè)管位采用不同的脫模結(jié)構(gòu)。模具經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐驗(yàn)證：脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，脫模動(dòng)作簡(jiǎn)單、可靠，可以保證塑件的自動(dòng)化生產(chǎn)，為開(kāi)發(fā)類(lèi)似塑件的模具提供借鑒。