葉熹

摘 要：本文通過對過濾器上蓋的工藝進行分析，介紹了新型浮動可潰芯脫模機構(gòu)。其獨特的三分型面設(shè)計，大大簡化了模具結(jié)構(gòu)，降低了模具成本，縮短了研制周期。此機構(gòu)運用在注塑模具中成功解決了由于模具內(nèi)抽芯不足導(dǎo)致普通脫模機構(gòu)不能正常成型、機構(gòu)加工困難、零件不易脫模等問題。

關(guān)鍵詞：注塑模；內(nèi)抽芯；分型面；型腔

中圖分類號：TQ320.52 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）05-0038-05

The Utilization of New Floating Crumbling Core Mould

in Plastics Mould Design

YE Xi

（Guangdong National Defense Science and Technology Advanced Technical School，Guangzhou Guangdong 510515）

Abstract： This paper introduced the new floating crumbling core mould spray mechanism by analyzing the technology of upper cover of the filter. Its special design of three core parting surface greatly simplified the mould structure， reduced the cost of mould and shortens the research period sharply.The utilization of this kind of mechanism solved many problems successfully， such as： abnormal forming， difficult process and mould spray difficulty for work pieces of ordinary mould mechanism due to lack of mould inner-drawing-core.

Keywords： injection mould；inner-drawing-core；parting face；cavity

在塑料注塑模具中，倒勾脫模機構(gòu)的形式是多種多樣的，我們常見的有側(cè)面滑塊脫模機構(gòu)、斜頂脫模機構(gòu)、浮動滑塊脫模機構(gòu)、螺紋齒條（齒鏈）抽芯機構(gòu)、彈性變形機構(gòu)等。選擇何種形式的脫模機構(gòu)與塑件的幾何形狀及尺寸精度、嵌件位置、澆口形式等有密切的關(guān)系。

在進行塑件的注塑模具設(shè)計時，對脫模機構(gòu)的選擇是相當(dāng)重要的。脫模機構(gòu)的選擇是否恰當(dāng)，脫模機構(gòu)的數(shù)量是否合適，直接關(guān)系到模具的結(jié)構(gòu)形式和復(fù)雜程度。在常見的模具結(jié)構(gòu)中，一套模具中脫模機構(gòu)的形式和數(shù)量通常決定一套模具的成本和制造周期。一般來說，模具結(jié)構(gòu)形式越復(fù)雜，模具的制造成本就越高，模具的制造周期也就越長。如何既滿足產(chǎn)品脫模的需要，又盡可能地簡化模具結(jié)構(gòu)，降低制造成本，縮短模具制造周期，是我們在進行模具設(shè)計時必須重點考慮的問題。本文以過濾器上蓋注塑模設(shè)計為例，闡述一種為簡化模具結(jié)構(gòu)而采用的浮動可潰芯雙分型面脫模機構(gòu)設(shè)計[1，2]。

1 塑件工藝分析

圖1為某汽車過濾器中的過濾器上蓋。其材料為PBT+GF30。

PBT+GF30材料——新的流變改良型塑料聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）Ultradur（右）為塑料流動速度建立了新標(biāo)準(zhǔn)。較低的熔融黏度（根據(jù)玻纖含量）使其流動速度比普通塑料至少高出2倍，同時對其機械性能幾乎沒有影響。該產(chǎn)品特性使塑料加工者和設(shè)計師在PBT應(yīng)用上擁有更大的發(fā)揮空間?？s短注塑加工時間與節(jié)省機械和模具均成為該材料在競爭中的巨大優(yōu)勢。其具有出色的剛性、強度及耐熱性能，吸水度低，較好的尺寸穩(wěn)定性及耐化學(xué)性。一些特殊類型還具有卓越的耐候性及耐熱老化性能。

從圖1可以看出，該塑件外形結(jié)構(gòu)具有以下幾個特點：①產(chǎn)品倒勾位，是一整圈環(huán)形倒勾；②倒勾位內(nèi)部可做脫模機構(gòu)位置?。虎郛a(chǎn)品外圈形狀復(fù)雜，有倒勾，同樣需要做脫模機構(gòu)；④過濾器上蓋內(nèi)孔有裝配要求，后續(xù)需要調(diào)整此處尺寸。

此外，模具在設(shè)計中主要存在以下幾方面的問題：①外形需要設(shè)置滑塊脫模結(jié)構(gòu)；②產(chǎn)品內(nèi)側(cè)環(huán)形許要設(shè)置整圈抽芯；③產(chǎn)品內(nèi)側(cè)抽芯要方便后續(xù)修改尺寸；④產(chǎn)品內(nèi)側(cè)抽芯要防止抽芯過程中造成變形。

2 模具設(shè)計方案

由于該塑件的外形有倒勾，需要做滑塊，且滑塊影響模具長和寬的尺寸，所以先把產(chǎn)品外側(cè)滑塊畫出來，定下模具尺寸，選定注塑成型機臺的大小，如圖2所示，模具為2穴，左右完全一樣，模具大小為670mm×800mm，因此選定注塑成型機臺為400T。

產(chǎn)品外形倒勾問題解決后，再解決內(nèi)側(cè)環(huán)形倒勾。由于內(nèi)側(cè)整圈都是倒勾，如果采用斜頂來解決倒勾問題，斜頂座之間空間不足，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且后期修改尺寸不方便，因此，不建議使用斜頂脫模機構(gòu)。而針對此問題，設(shè)計了新的脫模機構(gòu)——浮動式可潰芯脫模機構(gòu)，如圖3和圖4所示。該機構(gòu)采用分體式加工，再合成整體式機構(gòu)，后期便于修改尺寸，且更換部件不需整體報廢。浮動式可潰芯脫模機構(gòu)克服了斜頂脫模機構(gòu)中結(jié)構(gòu)空間問題和后期尺寸修改困難等問題，且降低了模具成本，縮短了研制周期。

4 浮動可潰芯結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計

浮動可潰芯結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，該結(jié)構(gòu)利用角度差的方法相互避空，從而解決了一整圈環(huán)形倒勾的問題。如圖6所示，環(huán)形倒勾分成6個部分，開模時，紅色的3個部分和青色的3個部分同步走，但紅色的3個部分和青色的3個部分由于角度不同，紅色的角度比青色的角度大3度，每頂出1mm紅色部分就比青色部分多走0.05mm，如圖7所示，因此，環(huán)形倒勾的6個脫模部件不會互相干涉。

浮動滑塊的設(shè)計和其他脫模機構(gòu)一樣，主要考慮兩大因素：方向和動力。如圖8所示，圓圈所圈處限制了浮動可潰芯產(chǎn)品位部件上下方向的運動。圖9中，產(chǎn)品位部件只能順著燕尾槽的方向運動，所以可潰芯機構(gòu)中，黃色部分在有動力上下運動時，通過燕尾槽帶動產(chǎn)品部位件脫模，圖10為浮動可潰芯運動示意圖。

模具注塑完成后，模具開模時，模具邊上裝有插銷式鎖模器，第一分型面先開20mm（插銷式鎖模器控制，圖5模具側(cè)視結(jié)構(gòu)簡圖中的20部件）。因為可潰芯在脫模時產(chǎn)品部位件是在水平面運動的，所以第一分型面要先打開，防止分型面因相互摩擦而導(dǎo)致拉傷。第一分型面開到20mm處，插銷開閉器會彈開，模具持續(xù)開模；第二分型面?zhèn)扔袕椈身敵龉０澹藭r可潰芯機構(gòu)中黃色部分會帶動產(chǎn)品部位件脫模，第二分型面頂出公模板到位后再接著開第一分型面（產(chǎn)品分型面），開模動作完成后，產(chǎn)品頂出，取下產(chǎn)品，頂針板通過彈簧復(fù)位，合模時，第一分型面先合模，合模到剩下5mm的距離時，第一分型面會有彈簧頂住分型面，且此處的彈簧力比第二分型面的彈簧力大，所以第一分型面會停止合模，第二分型面開始合模。第二分型面合模時會帶動浮動可潰芯機構(gòu)產(chǎn)品部件復(fù)位，第二分型面合模完成后再合第一分型面。

5 浮動可潰芯機構(gòu)產(chǎn)品位部件的加工

浮動可潰芯機構(gòu)產(chǎn)品位在加工時，由于產(chǎn)品要求粗糙度為5μm，所以此處配件采用鋼材1.2343ESR，鋼材出廠硬度只有HRS18～20，需要開粗加工后進行熱處理，淬火到HRC46～48。用車床加工圓柱，先開粗，留0.3mm的精加工余量，防止熱處理變形，熱處理后再精加工到位，加工好外圓后再上慢走絲線割燕尾槽，燕尾糟圓形拉柱加工工藝如表1所示。浮動可潰芯中間的燕尾糟圓形拉柱（圖9中心黃色部分）一樣用車床加工，工序和產(chǎn)品位部件一樣，不同的是此處鋼材不需要用1.2343ESR，可以采用1.2510鋼材，價格便宜，耐磨性，淬透性良好，在熱處理時，硬度淬火到HRS50～52即可。因為硬度和韌性呈反比，硬度越高就越脆，容易開裂和崩角。在浮動可潰芯機構(gòu)加工完成后需要進行配模（省模）；在相應(yīng)的裝配位置處打上編碼，防止產(chǎn)品部位件裝錯位置（如圖11所示），且產(chǎn)品位需要進行拋光。此機構(gòu)加工完成后要將以上配件進行氮化處理，氮化層深度為0.15～0.3mm，以更好地提高部件的耐磨性，防止部件生產(chǎn)過程中出現(xiàn)拉傷滑動面的情況。由于氮化后部件表面硬度提高，且表面會有黑層，氮化后產(chǎn)品面要再進行拋光，提高產(chǎn)品位表面的光潔度和粗糙度。

由于環(huán)形倒勾位處有裝配功能，所以此處圓的曲率要求較高，且此處在產(chǎn)品打樣過程中會因為殘余應(yīng)力和脫模力等多種因素的影響產(chǎn)生變色問題。針對圓弧曲率變形的問題，先根據(jù)產(chǎn)品變形的位置在機構(gòu)上做好記號，并注明變形量，防止改錯位置。將浮動可潰芯機構(gòu)拆卸下來裝在治具上固定好（圖12和13所示的基座部分），上車床加工變形位置，在裝夾上車床時，采用偏心裝夾法，根據(jù)變形量的多少，調(diào)節(jié)變形位置的偏心量，再加工變形位置處的尺寸。

6 結(jié)論

該模具采用獨特的浮動可潰芯脫模機構(gòu)設(shè)計，順利解決了成型、脫模等難題，降低了模具設(shè)計、制造上的困難，縮小了模具設(shè)計機構(gòu)占用的空間，且便于產(chǎn)品配合位的尺寸修改。經(jīng)過生產(chǎn)實踐驗證，該模具結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，動作平穩(wěn)、可靠，成型質(zhì)量符合技術(shù)要求，達到了滿意的效果。但此機構(gòu)存在開裂的風(fēng)險，由于機構(gòu)的脫模是靠抽芯柱子上的燕尾槽帶動產(chǎn)品部位工件脫模的，所以燕尾槽受力較大，對燕尾槽的加工要求較高，如燕尾槽加工有偏差，會導(dǎo)致產(chǎn)品部位件脫模時卡死或燕尾槽開裂，這是目前存在的弊端，我們會進行更深入一步的研究，以減少此弊端帶來的風(fēng)險。

參考文獻：

[1]王家慶，曹陽根.塑料模設(shè)計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2002.

[2]張維合.注塑模具設(shè)計實用教程[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011.