廖益均 羅坤 麥貴鑫 吳曉莉 王衛(wèi)生

摘要：針對(duì)具有整圓內(nèi)倒扣特征的特殊塑件，設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)易的分步抽芯機(jī)構(gòu)。采用組合式凸模分步抽芯的方法，實(shí)現(xiàn)分步抽出具有整圓內(nèi)倒扣特征凸模的目的。運(yùn)用UG NX、AutoCAD等計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，設(shè)計(jì)出了運(yùn)用該結(jié)構(gòu)的注塑模具。分析表明，該結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過程簡(jiǎn)單，能夠穩(wěn)定可靠的完成整圓內(nèi)倒扣塑件的脫模。

關(guān)鍵詞：

整圓內(nèi)倒扣；注塑模；楔形推塊；分步抽芯；多分型面

中圖分類號(hào)：TH21文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：2095-5383（2019）01-0012-04

Abstract：A simple stepbystep core pulling mechanism was designed for special plastic parts with internal full circle undercut. This method was adopted to achieve the purpose of pulling out the punch with internal full circle undercut feature stepbystep. By using UG， AutoCAD and other computeraided design software， the injection mold with this structure was designed. It is proved that the structure has a simple motor processes and is a reliable solution to the demould of plastic parts with the features of internal full circle undercut.

Keywords：

internal full circle undercut ； injection mold； wedge pushing block； stepbystep core pulling； multiple parting surface

塑料憑借其易于成型、易于生產(chǎn)和低成本等的特性在生產(chǎn)生活中運(yùn)用越來(lái)越多，涉及的領(lǐng)域也越來(lái)越廣泛[1]。當(dāng)下對(duì)塑料潛能的開發(fā)正處于深度開發(fā)階段，尤其憑借其易成型的特性可生產(chǎn)許多其他材料無(wú)法生產(chǎn)的具有特殊結(jié)構(gòu)的制件，能夠大大減輕在特殊結(jié)構(gòu)件上對(duì)其他材料的加工壓力。注塑模具成型作為最常用的一種可以大批量、高效率生產(chǎn)塑件制品的加工方法，在塑料成型領(lǐng)域中占有舉足輕重的地位。但對(duì)于具有特殊結(jié)構(gòu)的塑料件，該如何運(yùn)用模具進(jìn)行精確生產(chǎn)，一直都是世界公認(rèn)的難題[1]。本文主要針對(duì)具有整圓內(nèi)倒扣特征的塑件，提出一種具有該結(jié)構(gòu)以及類似結(jié)構(gòu)的塑件的簡(jiǎn)易脫模方法。目前，行業(yè)面對(duì)整圓內(nèi)倒扣塑件大多采用強(qiáng)制脫模的方法或者采用內(nèi)縮型芯[2]，這兩種方法中前者對(duì)塑料的流動(dòng)性和塑件尺寸要求較高，后者的結(jié)構(gòu)復(fù)雜且模具的成本很高。本文通過采用組合型芯分步抽出的方法巧妙地為下一型芯抽出讓出空間，解決了整圓內(nèi)倒扣塑件強(qiáng)制脫模時(shí)型芯擠壓塑件產(chǎn)生的諸多問題。因此，該方案中型芯結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、機(jī)構(gòu)動(dòng)作單一，是生產(chǎn)具有整圓內(nèi)倒扣特征的塑件的可靠結(jié)構(gòu)。

1分步抽芯法

11分步抽芯法的原理

如圖1所示，是一個(gè)具有整圓內(nèi)倒扣結(jié)構(gòu)的塑件，該塑件具有一個(gè)整圓的內(nèi)凹。

圖2為分步抽芯法的工作示意圖，其中型芯被分為5部分，分別為滑塊1（兩塊）、滑塊2（兩塊）、主型芯3。

滑塊1和滑塊2采用斜面拼接的方式，配合傾斜角α，整圓內(nèi)倒扣加工在滑塊1和滑塊2上。只有讓滑塊1和滑塊2分別向塑件內(nèi)側(cè)抽芯，才能使塑件順利脫模。該機(jī)構(gòu)采用非常規(guī)的動(dòng)模雙分型面設(shè)計(jì)，主型芯3固定在動(dòng)模板2上，滑塊1和滑塊2固定在動(dòng)模板1上。開模時(shí)隨著CC分型面的分開，在定距拉板限位的作用下，主型芯3與滑塊分離并且剛好運(yùn)動(dòng)到滑塊以下2～3 mm處，為滑塊1和滑塊2內(nèi)抽避讓出空間。然后在側(cè)抽機(jī)構(gòu)的作用下，滑塊1先于滑塊2向內(nèi)部抽芯。在完成抽芯距S1后，滑塊1相對(duì)應(yīng)的塑件內(nèi)倒扣完成抽芯，同時(shí)也為滑塊2內(nèi)抽避讓出空間。緊接著，滑塊2在側(cè)抽機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下向內(nèi)運(yùn)動(dòng)抽芯距離S2，結(jié)束整個(gè)塑件內(nèi)圓倒扣的抽芯工作。之后，塑件則可采用常規(guī)方法脫模。

通過以上對(duì)該分步抽芯機(jī)構(gòu)的分析，此機(jī)構(gòu)必須滿足以下三點(diǎn)要求才能順利完成脫模，一是必須設(shè)計(jì)出合理的斜度配合角α；二是合理的控制主型芯3的運(yùn)動(dòng)距離，這可以采用限位機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)；三是滑塊1必須先于滑塊2內(nèi)抽，可采用相應(yīng)的模具機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。

12模具實(shí)例

如圖1所示塑件，塑件內(nèi)部具有半徑為25 mm的整圓內(nèi)倒扣結(jié)構(gòu)，材料為ABS，塑件外表面要求無(wú)明顯的劃痕，批量中等。

材料為ABS，收縮率為04%～09%，彈性模量值為02 GPa。ABS具有較高的抗沖擊強(qiáng)度和良好的機(jī)械強(qiáng)度[3]。根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)和材料ABS的性能分析可知，該塑件的結(jié)構(gòu)成型不難，但是塑件的脫出較為困難。

針對(duì)該塑件設(shè)計(jì)出如圖3所示的模具，這副注塑模具采用11的原理而設(shè)計(jì)。模具共有AA、BB、CC、DD四個(gè)分型面。綜合考慮該材料的性能和塑件的結(jié)構(gòu)，這副模具采用點(diǎn)澆口進(jìn)行澆注[4]。

這副模具采用彈簧順序脫模機(jī)構(gòu)[5]，開模時(shí)AA分型面的壓縮彈簧16迫使此面首先分開。在固定在定模板上的凝料拉桿24的作用下，點(diǎn)澆口被強(qiáng)行拉斷。隨后在限位機(jī)構(gòu)（即圖3CC所示）的作用下，BB分型面先于其他分型面打開。主流道凝料拉出，完成凝料的自動(dòng)脫出。其定距限位螺釘26的限位距離為45 mm。

隨后CC、DD分型面打開（由于這兩個(gè)分型面打開的先后順序并不影響脫模工作，故沒有設(shè)計(jì)彈力機(jī)構(gòu)）。該模具沒有使用傳統(tǒng)的側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，而是選擇使用楔形推塊6與內(nèi)側(cè)凸模型芯25開出的斜面槽相配合。通過楔形推塊的向上運(yùn)動(dòng)來(lái)帶動(dòng)滑塊以不同順序向塑件內(nèi)部運(yùn)動(dòng)，從而完成內(nèi)抽動(dòng)作。由于滑塊1和滑塊2之間采用傾斜角α配合，所以當(dāng)滑塊1向內(nèi)運(yùn)動(dòng)抽芯距離S1后，滑塊2也向內(nèi)運(yùn)動(dòng)抽芯距離S2。內(nèi)抽完成后，斜面已經(jīng)不再具有推動(dòng)內(nèi)側(cè)抽滑塊內(nèi)抽的作用。這時(shí)楔形推塊繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)推桿的作用，頂出塑件，開模動(dòng)作順利完成。

模具四個(gè)分型面分別通過定距拉桿39、定距拉桿26、定距拉板7、定距拉板32完成限位。各定距機(jī)構(gòu)的限位距離是為了完成相應(yīng)的分型工作，分別取25、45、30、45 mm。

2設(shè)計(jì)要點(diǎn)

21配合角α和內(nèi)抽距S1、S2以及推出距L1

從圖2可以看出配合角α?xí)绊憙?nèi)抽滑塊的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；滑塊的相對(duì)運(yùn)動(dòng)會(huì)影響內(nèi)抽滑塊的抽芯距S1；抽芯距會(huì)進(jìn)一步影響B(tài)B、CC分型面分型距L（即定距拉板的定距長(zhǎng)度）；分型面分型距L會(huì)影響推出機(jī)構(gòu)的推出距離L1。因此，配合角α、滑塊1的抽芯距離S1、滑塊2的抽芯距離S2、分型距離L、推出距離L1之間滿足的關(guān)系為：

S2

L=S1×tan α+H+（2～3）mm

L1=X+L（1）

其中：X為推出機(jī)構(gòu)的其他推出距離；H為塑件內(nèi)部高度。

顯然，由（1）式可以得出：α越大，S2越大，越有利于整圓內(nèi)側(cè)倒扣的脫模；但是α過大會(huì)造成滑塊過薄，使得內(nèi)側(cè)凸模型芯結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足，影響模具壽命，所以在選擇配合角α?xí)r必須考慮多方面的因素。

22配合長(zhǎng)度L2

如圖2所示，滑塊2和滑塊1之間的配合長(zhǎng)度為L(zhǎng)2，這段長(zhǎng)度的作用是封膠。L2太短會(huì)影響滑塊的配合穩(wěn)定性，容易引發(fā)塑料體向型芯內(nèi)部空間溢料。由于溢料發(fā)生在組合凸模內(nèi)，會(huì)填充凸模內(nèi)部，影響滑塊間的運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，塑料的堆積會(huì)嚴(yán)重影響滑塊之間的配合，故應(yīng)避免溢料現(xiàn)象。

解決方案為滑塊與主型芯間采用過度配合，即在合模時(shí)滑塊內(nèi)部的間距略小于主凸模。采用此方案，合模時(shí)主凸模會(huì)給滑塊一個(gè)壓緊力，進(jìn)而保證滑塊的配合準(zhǔn)確性。建議L2不要小于6 mm。

3結(jié)語(yǔ)

本文主要針對(duì)具有整圓內(nèi)側(cè)倒扣特征的注塑件，介紹了一種分步抽芯的脫模方法。該方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，機(jī)械動(dòng)作單一可靠，能夠避免強(qiáng)制脫模造成的塑件變形。其設(shè)計(jì)的關(guān)鍵為，將動(dòng)模拆分到兩個(gè)分型面上，進(jìn)而完成主型芯和滑塊的分離，為滑塊內(nèi)抽讓出空間。本文模具中塑件結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，技術(shù)要求不高，故采用一模一腔設(shè)計(jì)[6]。

由于需成型塑件較復(fù)雜，故選擇楔形推塊進(jìn)行推出，從而簡(jiǎn)化了該模具的設(shè)計(jì)。又因推出距離較大，設(shè)計(jì)模具時(shí)要選擇合適的注塑機(jī)。參考文獻(xiàn)：

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[3]H·瑞斯. 模具工程[M]. 朱元吉，等，譯. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004：116167.

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