彭石燕

（柳州鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 廣西 柳州 545616）

0 引 言

布置廣告布需要較多的支撐架，支撐架根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景和使用用途而有不同的結(jié)構(gòu)形式。從制造成本考慮，在使用強(qiáng)度要求不高而數(shù)量需求較多的情況下，一般用塑件代替金屬件，特別是一些移動(dòng)智能終端廣告架，其支架塑件因使用功能需要導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，給成型塑件的注射模設(shè)計(jì)帶來難度，尤其是一些異型結(jié)構(gòu)，不但要從模具整體結(jié)構(gòu)布局進(jìn)行合理安排，還要從澆注、冷卻、脫模機(jī)構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃和布置，才能保證無缺陷及大批量自動(dòng)化注射成型塑件[1-4]?，F(xiàn)結(jié)合某LCD廣告移動(dòng)智能終端穩(wěn)定支架的注射生產(chǎn)，針對(duì)待成型塑件的澆注、脫模等，設(shè)計(jì)了1副非標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)形式的多型腔三板注射模。

1 支架結(jié)構(gòu)及工藝分析

支架結(jié)構(gòu)如圖1所示，外形呈“Y”形，主體為圓柱桿，圓柱桿中心部位為錐形圓孔，圓孔頂端有內(nèi)螺紋孔，螺紋為管螺紋。圓柱桿的下端為2個(gè)枝丫，枝丫相向鏡像對(duì)稱布置，內(nèi)側(cè)各設(shè)置一個(gè)深度為2 mm的倒扣孔。塑件材料為尼龍PA66，收縮率為0.8%～2.1%

圖1 支架結(jié)構(gòu)

塑件成型難點(diǎn)：①塑件的壁厚分布不均勻，最厚為4.5 mm，最薄為2.6 mm，平均壁厚為3.55 mm，需要采用合理的澆口位置及澆口尺寸以使型腔獲得充分充填，并有利于注射工藝的調(diào)整，特別是保壓工藝參數(shù)的調(diào)整；②塑件圓柱桿上端的內(nèi)螺紋脫模需要設(shè)置專門的脫螺紋機(jī)構(gòu)[5]；③圓柱桿中心的錐孔成型只能使用較小直徑的成型零件，該成型零件需要采取一定的增強(qiáng)強(qiáng)度措施，以防止注射時(shí)注射壓力對(duì)其造成沖擊變形；④2個(gè)枝丫內(nèi)側(cè)的2處倒扣孔的脫模，模具安裝抽芯機(jī)構(gòu)的空間狹小，需要設(shè)計(jì)特殊的機(jī)構(gòu)進(jìn)行脫模。

2 模具設(shè)計(jì)

2.1 模具整體結(jié)構(gòu)布置

模具整體結(jié)構(gòu)布置如圖2所示，采用三板模進(jìn)行注射成型，1模8腔結(jié)構(gòu)。澆注系統(tǒng)使用點(diǎn)澆口轉(zhuǎn)側(cè)澆口，由側(cè)澆口澆注各個(gè)型腔，點(diǎn)澆口的流道為R1、R2，側(cè)澆口的流道為R3。成型零件使用鑲件拼合式結(jié)構(gòu)[6,7]，各個(gè)型腔的排氣由成型鑲件間的間隙完成，間隙δ≤0.015 mm。針對(duì)型腔的冷卻，在一些體積較大的成型鑲件中開設(shè)φ8 mm冷卻管道進(jìn)行冷卻。成型塑件脫模使用的機(jī)構(gòu)：①液壓缸活塞桿驅(qū)動(dòng)齒條脫螺紋機(jī)構(gòu)M1；②推板推出脫模機(jī)構(gòu)M2；③定模哈夫滑塊抽芯機(jī)構(gòu)S1、S2、S4、S5；④定模鎖緊塊驅(qū)動(dòng)先抽芯機(jī)構(gòu)S3。鑒于多型腔多板模閉合時(shí)的穩(wěn)定需要，模具使用標(biāo)準(zhǔn)的三板模模架，模架中設(shè)置8副導(dǎo)柱/導(dǎo)套，其中4副主導(dǎo)柱/導(dǎo)套用于模架模板的閉合導(dǎo)向，4副副導(dǎo)柱/導(dǎo)套用于型腔閉合時(shí)各模板的復(fù)位導(dǎo)向。

單個(gè)型腔的冷卻主要包括機(jī)構(gòu)S1、S2的滑塊組件及機(jī)構(gòu)M2底端鑲件推塊4的冷卻。耐磨板1用于機(jī)構(gòu)S1/S2、S4/S5兩組哈夫滑塊的支撐，推板3上安裝有8個(gè)鑲件推塊4用于成型塑件的推出脫模。

2.2 模具結(jié)構(gòu)

模具結(jié)構(gòu)如圖3所示，成型塑件的零件包括前倒扣孔鑲件7、后倒扣孔鑲件48、外壁左滑塊8、外壁右滑塊9、鑲件推塊4和螺紋鑲件11，其中，螺紋鑲件11的上端為中心孔鑲件，下端為內(nèi)螺紋成型零件。外壁左滑塊8、外壁右滑塊9為哈夫滑塊機(jī)構(gòu)S1、S2的滑塊，安裝在定模板槽內(nèi)。前倒扣孔鑲件7、后倒扣孔鑲件48兩者加工成滑塊形式，需要實(shí)施側(cè)孔內(nèi)收抽芯。鑲件推塊4加工成套環(huán)型，便于采用環(huán)槽型水路對(duì)其進(jìn)行冷卻。

圖3 模具結(jié)構(gòu)

模具單個(gè)型腔的冷卻設(shè)置中，開設(shè)3條水路進(jìn)行冷卻，分別為外壁左滑塊8上的C1水路、外壁右滑塊9上的C2水路和鑲件推塊4下端的C3水路。

2.3 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）液壓缸活塞桿驅(qū)動(dòng)齒條脫螺紋機(jī)構(gòu)M1。機(jī)構(gòu)M1驅(qū)動(dòng)的螺紋型芯（螺紋鑲件11）有8個(gè)，單個(gè)螺紋鑲件11的結(jié)構(gòu)組成中，需要設(shè)置1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)耐磨套13、齒輪14（齒數(shù)Z=15、模數(shù)m=1.5 mm）、尾端螺紋桿15、螺紋導(dǎo)向套16、螺紋套尾端鎖緊螺母17（2個(gè)）。螺紋導(dǎo)向套16用于螺紋鑲件11的旋轉(zhuǎn)抽芯和復(fù)位導(dǎo)向。

結(jié)合圖2所示的動(dòng)模俯視結(jié)構(gòu)，齒條22經(jīng)過三級(jí)齒輪傳動(dòng)對(duì)單個(gè)型腔的螺紋鑲件11進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。為實(shí)現(xiàn)三級(jí)齒輪傳動(dòng)而設(shè)置傳遞動(dòng)力的兩級(jí)中間傳動(dòng)齒輪組件分別為：第I級(jí)2組中間傳動(dòng)組件其單組組件包括I級(jí)被動(dòng)齒輪19、I級(jí)中心軸20、II級(jí)主動(dòng)齒輪18、軸承21及齒輪鍵23；第II級(jí)4組中間傳動(dòng)組件，其單組組件包括Ⅲ級(jí)主動(dòng)齒輪24、II級(jí)中心軸25、軸承26、鍵27。

圖2 模具整體結(jié)構(gòu)布置

機(jī)構(gòu)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)組件包括齒條22、齒條導(dǎo)板31、支座32、液壓缸33。液壓缸33用于驅(qū)動(dòng)齒條22移動(dòng)，以驅(qū)動(dòng)齒輪14帶動(dòng)螺紋鑲件11轉(zhuǎn)動(dòng)抽芯或復(fù)位。

螺紋鑲件11的動(dòng)力傳遞路徑：齒條22→I級(jí)被動(dòng)齒輪19（齒數(shù)Z=15）→II級(jí)主動(dòng)齒輪18（齒數(shù)Z=50）→Ⅲ級(jí)主動(dòng)齒輪24（齒數(shù)Z=60）→齒輪14（齒數(shù)Z=15）。

（2）推板推出脫模機(jī)構(gòu)M2用于將成型塑件最終從螺紋鑲件11推出，構(gòu)成組件包括6根推桿36、推板37及8個(gè)安裝在推板37上的鑲件推塊4。

（3）定模哈夫滑塊抽芯機(jī)構(gòu)S1、S2為一組，S4、S5為一組，每組哈夫滑塊成型4個(gè)塑件的外壁。單個(gè)哈夫滑塊機(jī)構(gòu)的組成中，以機(jī)構(gòu)S4為例，其組件包括導(dǎo)向條53、S4哈夫滑塊50、彈簧芯桿51、彈簧52、限位塊54。

（4）定模鎖緊塊驅(qū)動(dòng)先抽芯機(jī)構(gòu)S3有8個(gè)，每個(gè)型腔1個(gè)，機(jī)構(gòu)由鎖緊塊47同步驅(qū)動(dòng)前倒扣孔鑲件7、后倒扣孔鑲件48實(shí)施內(nèi)收式側(cè)抽芯，以后倒扣孔鑲件48為例，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成異型滑塊形式，在斜導(dǎo)柱46驅(qū)動(dòng)的同時(shí)，彈簧45共同起推動(dòng)作用，滑塊處于閉合位置時(shí)由鎖緊塊47鎖緊。

（5）模架使用改進(jìn)的三板模非標(biāo)準(zhǔn)模架，模架模板包括定模座板40、脫料板39、定模板38、推板37、動(dòng)模板35、第一墊板34、第二墊板29、第三墊板30、動(dòng)模座板28。與三板模標(biāo)準(zhǔn)模架不同的是，模具動(dòng)模側(cè)無墊塊、推板、推板蓋板等組件，取而代之的是使用推板推出脫模機(jī)構(gòu)M2進(jìn)行推出；動(dòng)模側(cè)增設(shè)了第一墊板34、第二墊板29、第三墊板30用于液壓缸活塞桿驅(qū)動(dòng)齒條脫螺紋機(jī)構(gòu)M1組件的安裝。

（6）模具開模分4次打開，打開順序?yàn)镻1→P2→P3→P4?？刂圃硗胀ㄈ迥＝Y(jié)構(gòu)相同，模板開合的距離控制零件包括拉桿41、脫料板拉桿55及其彈簧、定模板拉桿49及其彈簧。定模板38與推板37之間設(shè)置尼龍扣。

（7）澆注系統(tǒng)中側(cè)澆口的豎直主澆道R4及水平橫澆道R5設(shè)置在同組哈夫滑塊的分型面上，這樣設(shè)計(jì)能使側(cè)澆口有開設(shè)位置且能實(shí)現(xiàn)從上到下的充填順序。

3 模具工作原理

結(jié)合模具結(jié)構(gòu)圖3所示，模具工作原理如下。

（1）合模注射。模具在注塑機(jī)上安裝調(diào)試成功后，合模完成注射、冷卻后，準(zhǔn)備開模。

（2）脫螺紋。模具打開前，液壓缸活塞桿驅(qū)動(dòng)齒條脫螺紋機(jī)構(gòu)M1動(dòng)作，同時(shí)驅(qū)動(dòng)8個(gè)型腔中的螺紋鑲件11完成螺紋抽芯。

（3）P1面打開。注塑機(jī)滑塊帶動(dòng)動(dòng)模后退，P1面打開，完成2個(gè)動(dòng)作，一是點(diǎn)澆口流道凝料與側(cè)澆口流道凝料分離；二是機(jī)構(gòu)S3完成抽芯。

（4）P2面打開。動(dòng)模繼續(xù)后退，脫料板39將點(diǎn)澆口流道凝料從拉料桿44上推出且自動(dòng)脫落。

（5）P3面打開。動(dòng)模繼續(xù)后退，機(jī)構(gòu)S1、S2、S4、S5中4個(gè)哈夫滑塊的彈簧將各自的滑塊推出，實(shí)現(xiàn)成型塑件外壁的脫模。

（6）P4面打開。隨著動(dòng)模繼續(xù)后退，注塑機(jī)頂桿推動(dòng)8個(gè)鑲件推塊4將8個(gè)成型塑件從螺紋鑲件11推出，實(shí)現(xiàn)塑件的完全脫模。

（7）復(fù)位。復(fù)位前，液壓缸活塞桿驅(qū)動(dòng)齒條脫螺紋機(jī)構(gòu)M1先動(dòng)作，并驅(qū)動(dòng)8個(gè)型腔中的螺紋鑲件11完成復(fù)位，而后模具按P4→P3→P2→P1順序閉合，準(zhǔn)備下一個(gè)注射周期。

4 結(jié)束語

經(jīng)過改進(jìn)的非標(biāo)準(zhǔn)三板模應(yīng)用于塑件的注射成型，模具中，模架的推出機(jī)構(gòu)設(shè)為推桿推動(dòng)推板推出方式；動(dòng)模側(cè)增設(shè)3塊墊板用于安裝液壓缸驅(qū)動(dòng)齒條脫螺紋機(jī)構(gòu)；采用1個(gè)液壓缸驅(qū)動(dòng)8個(gè)螺紋鑲件同步完成抽芯動(dòng)作。澆注系統(tǒng)為點(diǎn)澆口+側(cè)澆口復(fù)合式澆注且流道設(shè)置在哈夫滑塊分型面上，有利于澆口位置的選擇和保證型腔充分充填。定模鎖緊塊驅(qū)動(dòng)先抽芯機(jī)構(gòu)是利用三板模的開模運(yùn)動(dòng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，解決了塑件狹窄空間內(nèi)對(duì)稱倒扣孔的脫模難題。