一種熱固性塑料塑壓模型芯的優(yōu)化設(shè)計

(貴州振華群英電器有限公司，貴州貴陽，550018)

1 引言

在設(shè)計塑壓模時，因分型面的選取，必須把零件(材料為熱固性塑料-酚醛玻璃纖維模塑料)中沉孔的大孔面朝上模的。如圖1所示，零件Ⅱ面為外觀面，不能設(shè)置頂桿，所以零件分型面只能設(shè)計在Ⅰ面，那么零件上沉孔的大面只能朝上模。這一類沉孔型芯的設(shè)計，一般設(shè)計固定于上模，型芯脫模斜度設(shè)計得比較大，易于脫模，如圖2所示，但是由于塑料的收縮不穩(wěn)定、塑壓時參數(shù)的不穩(wěn)定，零件依然有可能粘在上模無法脫模，零件生產(chǎn)過程存在隱患，要解決這一隱患，需要把沉孔型芯優(yōu)化設(shè)計成嵌件式。

圖1 塑件簡圖

Ⅲ型芯Ⅳ型芯圖2 傳統(tǒng)模具結(jié)構(gòu)簡圖

2 模具結(jié)構(gòu)

優(yōu)化設(shè)計的模具結(jié)構(gòu)如圖3、圖4、圖5所示。每模成型兩件；側(cè)澆口進膠；頂針頂出；“Z”字形拉料桿拉斷主澆口；上下模板由導柱導正；頂針墊板與底座之間設(shè)置垃圾釘；頂針固定板及頂針墊板的動作由導柱導套導向；與塑料接觸的成型部分采用鑲件式結(jié)構(gòu)，鑲件材料為S136淬火料，具有良好的硬度及抗腐蝕性。嵌件型芯20及頂針23為模具結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵，可實現(xiàn)零件100%粘下模。

1底座 2頂針墊板 3頂針固定板 4下墊板 5下模板 6上模板 7上墊板 8塑件型腔 9下模鑲件 10下模鑲件 11下模鑲件 12頂針 13 導柱 14導套圖3 優(yōu)化設(shè)計模具結(jié)構(gòu)圖

15回程桿 16頂針 17頂針 18頂針 19拉料桿圖4 優(yōu)化設(shè)計模具結(jié)構(gòu)圖

20嵌件型芯 21導柱 22導柱 23頂針 24支架25垃圾釘 26上模鑲件圖5 優(yōu)化設(shè)計模具結(jié)構(gòu)圖

3 模具工作過程

3.1 塑壓機將融塑料經(jīng)過上墊板7、上模板6中的錐形澆道壓入到塑件型腔8，經(jīng)過固化成型塑件。

3.2 上模移動，上模板6和下模板5分離。因為金屬的熱脹冷縮和塑料被高壓壓入塑件型腔8，導致嵌件型芯20緊緊固定在其配合孔中，又因為嵌件型芯20上端直徑大于下端直徑，所以塑件被嵌件型芯20強制拉緊在下模塑件型腔8中。

3.3 模具完全打開，塑壓機頂出機構(gòu)推動頂針墊板2，頂針墊板2將頂針固定板3、頂針12、回程桿15、頂針16、頂針17、頂針18、拉料桿19、頂針23，同塑件、嵌件型芯20一起頂出，塑件脫離模具，但是塑件合嵌件型芯20并沒有分離，如圖6所示。

圖6 型芯未分離的塑件示意圖

3.4 塑壓操作者手握塑件，用夾鉗輕輕旋轉(zhuǎn)嵌件型芯20，即可將塑件與塑件型芯20分離

3.5 機床頂出機構(gòu)退回，機床執(zhí)行合模，上模板6壓住回程桿15，推動頂針墊板2的時候拉動頂針固定板3，同時拉動所有頂針，在導柱13、導套14的作用下一齊精準復位。

3.6 模具精準復位后，機床執(zhí)行開模到指定位置，塑壓操作者將嵌件型芯20放入其配合孔內(nèi)，進行下一工作循環(huán)。

4 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計思路

4.1 為了消除塑件粘在上模的風險，使塑件100%粘在下模，則需要在開模時消除上模的附著力；或是把原上模的附著力轉(zhuǎn)移到下模。

4.2 解決這個問題的首選辦法是在開模時消除上模的附著力。型芯依然固定在上模，上模增加一塊板，模具結(jié)構(gòu)改為抽芯式，開模時上模型芯先脫離塑件型腔，再打開分型面，這樣上模附著力就被消除，塑件可以100%的粘在下模，但是這樣更改模具結(jié)構(gòu)改動復雜，制造成本高，周期長，用戶有所顧慮。

4.3 為滿足用戶要求，決定將原上模的附著力轉(zhuǎn)移到下模，但是型芯結(jié)構(gòu)是上端大下端小，若按傳統(tǒng)的方式固定型芯，塑件成型后則被型芯的大端卡在塑件型腔內(nèi)，無法脫模。那么就要打破傳統(tǒng)的思路，把型芯改為嵌件式，讓型芯和塑件融為一體，與塑件一同頂出。

4.4 型芯改為嵌件式，模具上模原型芯配合孔用原型芯堵平，原下模型芯配合孔不做改動用來固定嵌件型芯及設(shè)置頂針。整套改動方案只要重新增加嵌件型芯、頂針；在頂針固定板相應(yīng)增加固定孔；在下墊板相應(yīng)增加讓位孔即可，其增加工序只有車、鏜、線切割，既節(jié)約成本，又縮短周期。

5 結(jié)束語

該優(yōu)化設(shè)計方案是按用戶要求制造完模具，在生產(chǎn)時候遇到困難后，與用戶溝通協(xié)商得出的。該方案雖然實現(xiàn)了塑件100%粘下模的動作，但是因型芯改為嵌件式，在塑件生產(chǎn)時，塑壓操作者必然多了放嵌件、取嵌件的工步，單件塑件生產(chǎn)的效率降低了，由于塑件批量不大，且模具中嵌件型芯數(shù)量不多，模具更改后，生產(chǎn)效率總體是提升的，用戶使用后表示滿意。用戶還有類似結(jié)構(gòu)的塑件，希望改成類似嵌件式結(jié)構(gòu)。

所以，該優(yōu)化設(shè)計方案適用于模具制造成本低、塑件批量小、嵌件型芯少的一類模具?？晒┩袇⒖冀梃b。