基于非標脫模機構的長圓管注射模設計

劉海建

（廣東省技師學院，廣東 惠州 516100）

0 引言

對于管類塑件，有2種常見的成型模具結構：①將待成型塑件水平擺放，外表面由動、定模各成型一半，型芯由側滑塊脫模，由推桿推出塑件；②將待成型塑件豎直擺放，外表面由2 塊哈夫滑塊各成型一半，型芯位于動模，塑件由推件板推出。運用這2種模具結構成型的管類塑件長度較小，且塑件沒有扣位[1-2]。對于長度較長并有扣位的管類塑件，不適合采用上述模具結構成型，需要設計特殊的模具結構。如某電器的外殼是細長的圓筒形塑件，由于其長度較長，如果用液壓缸抽芯，則抽芯的脫模距離和液壓缸活塞伸縮的距離都較長，會影響模具的精度。為了保證成型塑件的精度，設計了非標脫模結構，其脫模過程：先將長型芯沿軸線方向脫模，使塑件與長型芯分離后，再用液壓缸將整個抽芯機構頂起，然后沿長型芯的軸線方向將塑件取出。現對這種塑件的成型模結構進行詳細分析。

1 塑件結構

塑件結構如圖1 所示，長為374 mm，小端外徑為φ51 mm，壁厚為2 mm，長徑比為7.3∶1，形狀細長，沿軸線方向的雙邊斜度為0.25°。塑件小端內徑為φ36 mm，在小端內表面有6 個凸起。塑件外表面均勻分布3 條寬為7 mm 的長槽，其中一條長槽內部有一個槽形孔，在該長槽的兩側各有2 個凹陷。靠近塑件小端有2 個方孔，尺寸為28 mm×20 mm，2 個方孔截面中心線的夾角為120°，扣位①和扣位②位于方孔的兩端，塑件大端的外圓柱面有若干條筋位。模具設計有2 個難點：一是方孔、扣位①、扣位②距離較近，不能設計獨立的脫模機構，必須設計聯動脫模機構；二是長抽芯機構的脫模距離較長，考慮模具成型精度的問題，不能一次性將長型芯從塑件中抽出，需設計非標脫模機構。

圖1 塑件結構

2 模具結構

將待成型塑件橫向擺放在模具的分型面上，其中槽形孔、槽形孔所在的長槽、長槽兩邊的凹陷向下擺放，由動模鑲件成型；塑件另外2 條長槽位于左、右兩側的斜上方，采用液壓缸＋滑塊的機構向斜上方抽芯脫模；對于扣位①，采用滑塊與動模鑲件對碰的結構成型；方孔及與方孔相連的扣位②采用聯動滑塊機構向斜下方抽芯脫模；內表面的抽芯分成小端抽芯和大端抽芯2段，2段抽芯的對碰面位于小端內表面的圓弧邊線處，2 段型芯都采用液壓缸驅動，模具抽芯結構如圖2所示[3,4]。

圖2 模具抽芯機構

2.1 方孔與扣位①及扣位②的脫模結構

扣位①位于方孔的左邊，由于扣位①的2 個側面是斜面，采用滑塊與動模鑲件對碰的結構脫模，對碰面位于扣位①的中間位置，將扣位①從中間分開，對碰面的上方為滑塊，下方為動模鑲件。扣位②位于方孔的右邊，由于方孔與扣位②距離較近，采用聯動機構脫模，如圖3所示。

圖3 成型方孔與扣位①及扣位②的模具結構

2.2 塑件小端抽芯機構

塑件小端抽芯機構主要包括液壓缸、液壓缸支架、限位開關、抽芯座、型芯固定板、型芯等，如圖4所示。為了保證與長型芯的復位精度，在小型芯的端面設置一個用于定位的圓臺。

圖4 塑件小端抽芯機構

2.3 塑件大端抽芯機構

塑件大端抽芯機構包括長型芯、型芯固定板、抽芯座、抽芯液壓缸、頂起液壓缸、滑槽板、導柱、導套等，如圖5所示。由于塑件較長，如果脫模時將長型芯從塑件中完全抽出，液壓缸的活塞桿和滑槽的距離都較長，影響塑件成型的精度，將長型芯的脫模距離設置為塑件長度的2/3，然后用液壓缸活塞桿將整個抽芯機構和塑件頂起，最后沿軸向將塑件取出。為了使抽芯機構在上、下運動時保持平衡，在滑槽和動模板上設置4副導柱導套。

圖5 塑件大端抽芯機構

2.4 塑件斜長槽抽芯機構

分布在塑件兩側的2 條長槽不能直接脫模，需要采用斜抽芯方式向斜上方運動脫模，斜抽芯結構包括液壓缸、滑塊座、滑塊、限位開關等，如圖6所示。

圖6 長槽抽芯機構

2.5 聯動脫模機構

扣位②與方孔距離較近，由于模具空間有限，無法設置2 個獨立的脫模機構，而是將扣位②的滑塊放置在方孔滑塊中，由方孔滑塊驅動扣位②滑塊運動，形成聯動脫模機構，包括液壓缸、支架、方孔滑塊座、方孔滑塊、扣位②滑塊座、扣位②滑塊和壓緊楔等，如圖7（a）所示，其剖面結構如圖7（b）所示。滑塊機構的壓緊楔一般位于脫模機構的上方，但為了避開其上方的長槽脫模機構，將該機構的壓緊楔設置在方孔滑塊座的下方，固定在動模座板上。為了在脫模前先將壓緊楔移開，將模具設計為2 次開模，并將第1次開模設在動模座板與動模板之間。

圖7 方孔和扣位②的聯動脫模機構

扣位②的脫模機構由扣位②滑塊、圓柱銷、扣位②滑塊座等組成，圓柱銷的兩端放置在扣位②滑塊座的臺階上，如圖7（c）所示。由于扣位②滑塊座固定在動模板上，當液壓缸活塞桿驅動方孔滑塊脫模時，扣位②滑塊座保持不動，方孔滑塊中75°斜面將驅動扣位②滑塊沿扣位②滑塊座的臺階側向運動，使扣位②脫模[5-6]。

3 澆注系統

模具采用熱流道轉普通流道的澆注系統，從塑件小端進料注射，如圖8（a）所示。由于熱流道所在位置是2 個長槽滑塊的對碰面，將普通流道的主流道設置在2 個長槽滑塊的對碰面上，再在小端抽芯的分型面上繞小端的抽芯開設一圈環形分流道，設置3個進料口，如圖8（b）所示。澆口橫截面較小，而縱向分流道的橫截面積較大，可以視為冷料穴，能有效防止塑件表面出現流痕等不良現象[7-8]。

圖8 澆注系統

4 冷卻系統

冷卻系統對于維持模具溫度平衡起重要的作用。該模具的主要零件比較平整，適合采用直通式隨形水路，其中長型芯和短型芯采用隔片+水井式水路冷卻，在抽芯座上設置直通式水路，如圖9（a）、（b）所示。長槽滑塊采用2條直通式水路，如圖9（c）所示。動模鑲件冷卻水路需要避開2個向斜下方運動的抽芯機構，因此動模鑲件兩端的冷卻水路布局不一致，其中一端采用橫向排列的直通式水路，另一端采用縱向排列的直通式水路，如圖9（d）所示。動模鑲件的冷卻水路全部采用單向式的直通水路，可有效防止從其他位置帶進熱量，導致模具溫度不均勻[9-10]。

圖9 冷卻系統

5 模具結構

模具結構如圖10 所示，采用異形模架，取消推板、推桿固定板和2塊墊板，將動模板與動模座板直接相連。

圖10 模具結構

模具運動過程：當注射完成后，在輔助開模機構36 的作用下，模具首先在動模座板1 與動模板18分開，此時，斜楔21 離開滑塊座22，進行第1 次開模。模具繼續開模，動模板18 與定模板25 分開，形成第2 次開模。動模與定模完全分開后，液壓缸活塞桿驅動各抽芯機構進行脫模運動，其中長抽芯脫模距離為250 mm，約為塑件長度的2/3，塑件套在長型芯12 上，然后頂起液壓缸32 活塞桿將長抽芯脫模機構（包括長型芯12、長抽芯座13、滑塊槽16、液壓缸17 等零件）全部頂起，然后機械手將塑件沿長型芯的軸向取出。最后注塑機開始推動模具合模，合模過程與開模的運動相反。模具閉合后，開始下一次生產周期[11-12]。

6 結束語

由于塑件長度較長，為了保證模具成型塑件的精度，取消推板和推桿固定板的結構，設置了非標脫模機構。根據塑件的結構設計了多種不同的脫模機構，各脫模機構運行穩定，動作可靠。模具采用熱流道轉普通流道的澆注系統，并合理設計了冷卻系統。該模具結構新穎，可為同類塑件的模具設計提供參考。