發動機扭彎機油管附件蓋注射模設計

蘇 磊，覃志高，蘇法翔

（1.柳州職業技術學院，廣西 柳州 545006；2.柳州城市職業學院，廣西 柳州 545036；3.百色職業學院，廣西 百色 533000）

0 引 言

發動機扭彎機油管附件蓋的結構如圖1所示，生產總量為200萬個。塑件包括3個主要特征：①蓋子；②出液彎管；③與另一瓶蓋擰緊組合的帶外螺紋中心管。成型塑件的模具有2個設計難點：①發動機油管附件蓋彎管的抽芯脫模；②圓盤中心管外螺紋的脫模。綜合塑件的使用要求及材料特性，塑件材料采用改性材料ABS+PC，收縮率0.5%～0.6%。

圖1 機油管附件蓋

1 模具單型腔設計

模具布局中的單型腔結構設置如圖2所示，該單型腔中使用單一分型面進行分型，將型腔分割為型腔板鑲件和型芯鑲件。鑒于中心管外螺紋的脫模需要，在型芯鑲件上分割內壁型芯、外螺紋型芯、柱孔型芯，其中內壁型芯、外螺紋型芯為管狀型芯，柱孔型芯為圓柱型芯，外螺紋型芯套裝在柱孔型芯外，同時也套裝在內壁型芯內，脫模時外螺紋型芯可以獨立轉動執行旋轉脫外螺紋功能。

圖2 模具單型腔結構設置

發動機油管附件蓋彎管是出液彎管，該彎管內壁的脫模需要使用彎管型芯抽芯，其成型彎管的零件為圖2所示的彎管型芯。

模具使用單一的潛伏式點澆口進行澆注，潛伏式澆口使用圓柱流道供料，流道廢料使用拉料桿從型腔板鑲件中拉出，同時拉料桿將塑件從型芯鑲件內推出實現脫模。

2 模具多型腔設計

考慮塑件成型精度、機構布置、工廠現有的注塑機注射能力、模具制造成本等綜合因素，擬采用1模8腔布局進行注射[1-4]，模具多型腔布局如圖3所示。設計時，將8個型腔設置在同一個鑲件上，以便于加工。澆注系統使用“H”形平衡布局，需要使用3級流道和1級主流道。型腔板鑲件的整體冷卻使用1條水路進行冷卻，采用φ10mm直通式管道。

圖3 模具多型腔布局設計

3 模具結構

3.1 動模結構

為實現塑件的自動化注射生產，在動模側布置圖4所示的脫模機構實現塑件的自動脫模[5-8]。針對塑件的分型設置，相應地設置8個彎管型芯的抽芯機構、8個螺紋型芯的抽芯機構及塑件從模具上完全脫模所需的推板推出機構。

圖4 動 模

3.2 模架

模架使用無頂出多板模非標準模架，如圖5所示，由板1～8組成，定模座板1、定模板2構成模架的定模部分，推板3用于塑件的最終推出脫模承載板，動模板4用于安裝型芯鑲件，板5～8通過螺釘緊固組合在一起，用于安裝螺紋抽芯脫模機構和彎管型芯抽芯機構，螺紋抽芯脫模機構如圖6所示。

圖5 模具結構

3.3 抽芯機構

（1）彎管型芯抽芯機構。彎管型芯抽芯機構由件20～24組成，模具在P1面打開后，鎖緊塊23解除對圓弧滑塊21的鎖緊，隨后P2面打開時，驅動塊24帶著銷釘22驅動圓弧滑塊21沿導向槽塊20內的圓弧導槽滑動，帶動彎管型芯從成型的塑件彎管內壁中抽芯。模具依次打開順序為：P1→P2→P3，合模時順序相反。

（2）螺紋抽芯機構。螺紋抽芯機構包括3部分：①由圖5所示的件15～19組成的螺紋型芯轉動抽芯機構；②中間齒輪傳動機構，包括圖5所示的件9～14；③驅動中間傳動齒輪機構轉動的液壓缸+齒條驅動機構，其組成件為圖6所示的件31～34。

圖6 螺紋抽芯脫模機構

螺紋抽芯機構的動作原理為：通過液壓缸34帶動齒條31滑動，齒條31再驅動中間傳動齒輪14旋轉，中間傳動齒輪14再次驅動螺紋型芯17上的齒輪轉動，以達到驅動螺紋型芯17在螺紋套16的導向下進行旋轉抽芯運動。在螺紋型芯17轉動的同時，浮頂彈簧30將動模板4向上頂起，其頂起距離由拉桿29限制，直到實現螺紋型芯17與塑件的完全分離。

（3）動模推板脫模機構。成型塑件的脫模分2步進行：①在螺紋型芯抽芯轉動時，P2面打開，推板3、動模板4被彈簧30頂起，安裝在動模板4上的內壁型芯鑲件19及推板3共同將塑件從中央型芯15上推出；②P3面打開時，推板3帶動型芯鑲件41將塑件從內壁型芯鑲件19上推出，實現塑件的完全脫模，P3面打開由定模板2通過側邊拉板39拉動，其打開距離由限位拉桿28限制。彈頂銷35頂出流道廢料，使其脫模。

3.4 模具工作原理

模具工作原理分以下7個步驟。

（1）注射熔體。注塑機完成熔體對型腔的充填、保壓、冷卻后，模具停留在閉合位置，等待注塑機驅動其開啟。

（2）螺紋脫模。模具打開前，螺紋抽芯機構必須先完成旋轉抽芯動作，即在驅動機構的驅動下，螺紋型芯17完成螺紋抽芯動作，對應于塑件外螺紋的脫模。

（3）外壁脫模。模具在注塑機的驅動下，動模部分后退，首先在P1面打開，塑件的大部分外壁完成脫模，同時彎管抽芯機構中的鎖緊塊23解除對圓弧滑塊21的鎖緊。

（4）彎管孔抽芯脫模。P2面打開時，驅動塊24驅動圓弧滑塊21迫使彎管型芯進行旋轉而完成抽芯脫模動作。

（5）中心孔脫模。P2面打開時，中心孔型芯15抽出，完成該孔的抽芯脫模。

（6）塑件完全脫模。動模繼續后退，模具在P3面處打開，推板3驅動型芯鑲件41將塑件從內壁型芯鑲件19上推出，實現塑件的完全脫模。

（7）模具閉合。模具的閉合過程與開模過程相反。

4 結束語

設計了一種多板式無頂出注射模用于塑件的注射成型，使用潛伏式澆口避免了澆口開設困難的問題，有效保證了型腔的充填效果。針對塑件細長彎管的特征，設計了一種簡易型圓弧滑塊抽芯機構實現彎管內壁的抽芯脫模。設計了液壓缸驅動二級傳動的8腔螺紋旋轉抽芯機構，實現塑件外螺紋特征的旋轉抽芯脫模，使用推板推出的方式，實現塑件的完全脫模，保證了塑件脫模時無變形。