鏤空支架注射模設(shè)計(jì)

魏 倩

（廣東省機(jī)械技師學(xué)院，廣東廣州 510080）

1 塑件工藝分析

圖1所示塑件是鏤空支架，6個(gè)角有6個(gè)裝配孔，8個(gè)面都為鏤空結(jié)構(gòu)。塑件外形尺寸為：30.4×30.4×37.6mm，材料為PC，顏色為黑色。從使用性能上分析該塑件必須具備有一定的綜合機(jī)械強(qiáng)度。

圖1 鏤空支架塑件圖

2 模具設(shè)計(jì)

根據(jù)對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)和成型工藝分析，選用1 模1腔的模具結(jié)構(gòu)，160t 注塑機(jī)，型腔、型芯材料選用S136，熱處理硬度50～52HRC。

2.1 分型線的選擇

該塑件由于其結(jié)構(gòu)的特殊性，主要脫模方式采用側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)了定模斜抽滑塊4 個(gè)，動(dòng)模斜抽滑塊4個(gè)，動(dòng)模裝配孔滑塊4個(gè)。分型線如圖2所示。

2.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

由于塑件正中心有孔，無(wú)法在正中心進(jìn)膠，在塑件頂端設(shè)計(jì)了平臺(tái)進(jìn)膠，進(jìn)膠方式如圖3所示。整段澆口料長(zhǎng)112mm，為保證澆口料能順利脫出，定距拉桿的限位設(shè)置為130mm。

2.3 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

塑件是鏤空結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了12 個(gè)滑塊，包括：定模斜抽滑塊4 個(gè)，動(dòng)模斜抽滑塊4 個(gè)，動(dòng)模裝配孔滑塊4 個(gè)。

圖2 分型線選擇

圖3 澆注系統(tǒng)

（1）定模斜抽滑塊設(shè)計(jì)。

為保證塑件能夠從定模脫模，定模需設(shè)計(jì)抽芯機(jī)構(gòu)，因?yàn)樗芗?nèi)斜角不水平，滑塊運(yùn)動(dòng)不能設(shè)計(jì)為水平運(yùn)動(dòng)，需設(shè)計(jì)為滿足其脫模角度的運(yùn)動(dòng)，如圖4所示。

圖4 定模斜抽滑塊

定模斜抽滑塊運(yùn)動(dòng)方向角度=32.3°+6°/2=35.3°（見圖5），抽芯距＞5.41+3～5mm（見圖6）。

定模滑塊的斜楔固定在定模座板上，在開模的過(guò)程中需脫出112mm 長(zhǎng)的澆口料，斜楔會(huì)脫離滑塊，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中為保證滑塊能夠順利的開模和合模需注意設(shè)計(jì)滑塊的定位，此滑塊設(shè)計(jì)的定位為定位波珠，如圖7所示。

圖5 斜抽滑塊運(yùn)動(dòng)方向

圖6 抽芯距

圖7 動(dòng)、定模斜抽滑塊

為保證斜楔能夠順利脫出滑塊，斜楔與滑塊的配合處角度也需設(shè)計(jì)為較合適的角度，如圖7所示，本滑塊此角度設(shè)計(jì)為75°，開模后定模斜楔運(yùn)動(dòng)32.6mm帶動(dòng)滑塊在運(yùn)動(dòng)方向上抽芯9mm后脫離滑塊。

（2）動(dòng)模斜抽滑塊。

塑件為對(duì)稱樣式，動(dòng)模斜抽滑塊的設(shè)計(jì)與定模滑塊基本相同，如圖7所示。由于動(dòng)模滑塊斜楔不需要與動(dòng)模滑塊分離，為滿足頂出距離，減小應(yīng)力，斜楔與滑塊的T槽配合角度與滑塊運(yùn)動(dòng)角度垂直為54.7°，通過(guò)動(dòng)模板和脫料板上的限位螺釘?shù)淖饔茫摿习鍘?dòng)動(dòng)模斜楔運(yùn)動(dòng)18mm 后停止，此時(shí)在滑塊運(yùn)動(dòng)方向的抽芯距離為10.4mm，滿足塑件的脫模要求。

（3）動(dòng)模裝配孔滑塊。

由于支架的裝配孔精度需保證，滑塊在設(shè)計(jì)時(shí)采用裝配鑲針的樣式、插穿的結(jié)構(gòu)，如圖8所示，便于調(diào)整和替換。

圖8 動(dòng)模裝配孔滑塊

2.4 頂出結(jié)構(gòu)

上下端的裝配孔使用司筒結(jié)構(gòu)進(jìn)行頂出，如圖9所示，司筒頂管不直接參與成型，滑塊滑開后頂出塑件。

圖9 司筒頂出

2.5 成型零件設(shè)計(jì)

根據(jù)塑件的分型線可知塑件膠位多在滑塊上，定模型腔有少量膠位，動(dòng)模型芯沒有膠位，如圖10 所示。此模的模仁的主要起滑塊導(dǎo)向與定位作用，在設(shè)計(jì)時(shí)需考慮好細(xì)節(jié)的處理及加工裝配的難易。

2.6 模架的確定

根據(jù)型腔的布局以及互相位置尺寸，選用模架的結(jié)構(gòu)形式為DAI-3535-A100-B110-C120-L420。由于實(shí)際生產(chǎn)要求，對(duì)模具結(jié)構(gòu)作部分調(diào)整。

圖10 定、動(dòng)模型芯、型腔

3 整體模具結(jié)構(gòu)

模具結(jié)構(gòu)如圖9所示。

圖9 模具結(jié)構(gòu)圖

4 模具工作過(guò)程

此模由于滑塊結(jié)構(gòu)多，為保證模具正常開模和合模，需多次分型，如圖10所示。

第一次分型：注塑機(jī)開模時(shí)，動(dòng)定模板之間裝有膠塞，而剝料板與定模板只有導(dǎo)柱導(dǎo)向相連接，這時(shí)在拉力的作用下，第一分型面Ⅰ-Ⅰ首先分開，將塑件與澆口料拉開，定模板隨著動(dòng)模板一起運(yùn)動(dòng)130mm的一段距離。這時(shí)，4個(gè)定模斜楔拉動(dòng)定模滑塊運(yùn)動(dòng)，脫出塑件的上部，隨后定模斜楔與定模滑塊分離。

第二次分型：澆口料由于澆口套的倒扣而被拉住，沒有隨定模板一起運(yùn)動(dòng)，定模板運(yùn)動(dòng)到設(shè)定距離時(shí)130mm 時(shí)，被定距拉桿擋住，由于定模板在膠塞的作用下隨著動(dòng)模板接著運(yùn)動(dòng)，這樣定距拉桿帶動(dòng)卸料板繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一個(gè)由限位螺釘限定的距離6mm，第二分型面Ⅱ-Ⅱ分開。這時(shí)，被倒扣拉住的澆口料被卸料板強(qiáng)行拉出，脫出澆口料。

圖10 模具開模運(yùn)動(dòng)

第三次分型：澆口料順利脫出，定模滑塊也隨之脫出后，動(dòng)模帶著定模板繼續(xù)后退，由于動(dòng)模板和脫料板有限位機(jī)構(gòu)進(jìn)行限位固定（限位塊1、限位塊2、彈塊），當(dāng)注塑機(jī)的移動(dòng)模板拉力大于膠塞的鎖緊力時(shí)，第三分型面Ⅲ-Ⅲ先分開，裝配孔滑塊向后運(yùn)動(dòng)，脫出塑件裝配孔。

第四次分型：第三分型面Ⅲ-Ⅲ分開后，動(dòng)模部分接著向后運(yùn)動(dòng)，由于限位機(jī)構(gòu)的作用，限位塊1卡在彈塊位，動(dòng)定模板之間開模50mm，當(dāng)注塑機(jī)的移動(dòng)模板拉力大于彈塊中彈簧的彈力時(shí)，限位塊2推動(dòng)彈塊，然后隨著脫料板一起向后運(yùn)動(dòng)，第四分型面Ⅳ-Ⅳ分開，脫料板向后運(yùn)動(dòng)到限定距離18mm，動(dòng)模斜楔拉動(dòng)動(dòng)模滑塊運(yùn)動(dòng)，脫出塑件膠位，由于復(fù)位桿拉塊的作用，頂桿固定板、頂桿墊板、司筒與動(dòng)模板的關(guān)系不發(fā)生變化，脫料板、方鐵、動(dòng)模座板、司筒針在注塑機(jī)拉力的作用下向后運(yùn)動(dòng)。這時(shí)當(dāng)限位塊Ⅱ推動(dòng)彈塊至彈塊沉入動(dòng)模板時(shí)，限位塊Ⅰ與彈塊的限制解除，動(dòng)定模板完全分開。

最后注塑機(jī)上的頂柱推動(dòng)頂桿板向上運(yùn)動(dòng)30mm，司筒推出塑件。

合模時(shí)，受壓縮彈簧的作用頂桿固定板、頂桿墊板帶動(dòng)司筒先復(fù)位；脫料板與動(dòng)模板合模，動(dòng)模滑塊復(fù)位；接著動(dòng)模板推動(dòng)定模板和剝料板復(fù)位，定模滑塊、裝配孔滑塊復(fù)位，膠塞鎖緊，完成一個(gè)周期。

5 結(jié)束語(yǔ)

在剛剛拿到這套鏤空支架塑件模型時(shí)，感覺無(wú)從下手，它與之前接觸的那些塑件在結(jié)構(gòu)上有本質(zhì)的不同，設(shè)計(jì)的其他模具成型主要是以動(dòng)定模型腔成型，這副模具主要依靠滑塊來(lái)成型，加上滑塊多，在設(shè)計(jì)時(shí)很多數(shù)據(jù)和參數(shù)很難確定，模棱兩可，通過(guò)查找資料計(jì)算和3D模擬運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行了多次修改，才逐步趨向合理和完善。在設(shè)計(jì)模具的過(guò)程中充分考慮到空間的利用和加工裝配的便利性，將12個(gè)滑塊有序的設(shè)計(jì)在模具中；為了滿足這些滑塊的脫模運(yùn)動(dòng)，需設(shè)置一些限位機(jī)構(gòu)，還需考慮各板的運(yùn)動(dòng)及可能發(fā)生的運(yùn)動(dòng)順序變化造成的零件干涉。

該模具由于策略性原因還未進(jìn)行正式投產(chǎn)，可能有些機(jī)構(gòu)還需要通過(guò)生產(chǎn)驗(yàn)證進(jìn)行調(diào)整，但其特殊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，體現(xiàn)了模具設(shè)計(jì)的專業(yè)性和靈活性。模具的設(shè)計(jì)就是在不斷分析與對(duì)比較和總結(jié)中找出最優(yōu)方案，然后通過(guò)生產(chǎn)發(fā)現(xiàn)一些容易忽略的問(wèn)題。當(dāng)中側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，模具的分型面運(yùn)動(dòng)都是本模具的設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本模具通過(guò)詳細(xì)的分析比對(duì)和相關(guān)工程和制造人員的審核，已基本確認(rèn)可以生產(chǎn)。