接觸器底座注射模設計

李琴蘭

（天水師范學院 機電與汽車工程學院，甘肅 天水 741001）

0 引言

接觸器底座如圖1所示，結構復雜，有多處形狀既需要側抽芯成型，又被與其垂直的孔貫穿，導致其成型模具結構復雜，又因底座的外觀要求，增加了模具設計難度。設計了多種模具結構方案均不理想，成型塑件的外觀面有明顯分型線。為了滿足塑件尺寸及外觀要求，同時盡可能簡化模具結構，設計了新型模具結構。

圖1 底座結構

1 底座分析

底座類似半封閉式盒形件，豎筋所圍的盒形里面裝線圈，豎筋所在外側面及B、C 面均為外觀面，不允許有推桿痕或明顯的分型線，豎筋高度所在端面為與上殼體配合面，盡量避免設置扁推桿，A面為安裝面，底面要求水平，可以設置推桿或分型面。該塑件為了實現接觸器卡軌安裝和螺釘安裝2種功能，設計了2 個燕尾槽和4×φ5.2 mm 通孔，為了和其他機型接觸器安裝尺寸保持一致，4×φ5.2 mm 孔距、位置都不能更改，導致其中2×φ5.2 mm 孔貫穿了需要通過側抽芯成型的燕尾槽，這是模具設計的難點。塑件材料為增強阻燃尼侖，豎筋部分面積大，高度較高，壁厚薄，只有1.2 mm 厚，所允許的拔模角度小，成型時塑件容易粘模、困氣。φ14 mm 孔及扇形側孔為散熱孔，位于外觀面上，需要通過側抽芯成型。如何保證豎筋及側孔部分順利成型及脫模，同時保證外觀無推桿痕和明顯分型線，這也是該模具設計的難點。3.0、9.3、12.8 mm 槽為卡塊安裝槽，需要側抽芯成型。

2 底座在模具中的放置

從底座的尺寸、形狀、結構及產量等綜合考慮，模具按1 模2 腔設計。從保證塑件的成型、脫模、推出等方面考慮，常規會按圖2（a）所示方向放置及分型待成型塑件。塑件底面正中心設置點澆口，采用三板模結構，所有側型芯及組件安裝在動模側。但待成型塑件按圖2（a）所示放置，無論如何分型，B、C面（見圖1）及豎筋所在外側面等外觀面都會出現分型線及推桿痕，且模具結構復雜。因為A 面為安裝面，允許有推桿痕和分型線，從滿足塑件要求考慮，模具設計時只能按圖2（b）所示方向放置及分型待成型塑件，與常規的盒形件放置方向和成型方向相反。

圖2 待成型塑件在模具中的放置

3 分型與成型結構

塑件有3處需要通過側抽芯成型，第1處為3.0、9.3、12.8 mm 的卡塊安裝槽；第2處為燕尾槽；第3處為豎筋上的φ14 mm 臺階孔及扇形側孔。長12.8 mm 卡塊安裝槽側抽芯距離較長，從待成型塑件的分型、推出考慮，該處抽芯只能設計在動模側。第2處燕尾槽和第3 處扇形側孔的成型需結合2×φ5.2 mm貫穿孔及豎筋的成型綜合考慮。

待成型塑件按圖2（b）放置，避免了外觀面出現推桿痕，但考慮豎筋位面積大、高度高，且壁厚較薄，為防止成型塑件粘模，除了增大豎筋拔模角外，一般會將大部分筋位成型放在側型芯上，且將側型芯設計在動模側。但這又會在B、C 面或豎筋外側面上產生分型線，影響塑件外觀，同時因筋位內側面粘模力大，側型芯脫模后塑件變形大，2×φ5.2 mm貫穿孔不論在動、定模單側還是雙側成型，燕尾槽不論通過斜推桿成型還是通過側抽芯成型，模具結構都較復雜，開合模還有順序要求，模具制造成本高，后期調試、維護保養難度大，因此排除通過側型芯成型豎筋及B、C面的方案。

綜合上述分析，只能將豎筋及B、C 面設在定模成型，為了保證豎筋部分順利脫模，避免粘模，考慮使用在2 個不同型芯成型豎筋內、外側面，且這2 個型芯之間能相互滑動，即開模時先脫開一側面，減小粘模力，并獲得塑件后續脫模時需要的變形空間，然后再脫開另一側面，這種結構就是定模型芯預抽芯結構，即成型在動模或定模同一側的需要先后2 次分別脫模，而不是1 次脫模。扇形側孔部分只能通過側型芯成型，但側型芯要設計在成型豎筋型腔同側，即設計在定模側，且沿φ14 mm 臺階孔分型，采用定模隧道式側抽芯，這樣能避免豎筋面和B、C 面產生分型線，滿足底座外觀要求。確定上述成型結構后，燕尾槽及與之貫穿的2×φ5.2 mm 孔成型結構也隨之確定，因兩者相互貫穿，若圓孔成型在單側，則需要延時側抽芯或有開合模順序要求，因受空間和位置限制，且從后期連續穩定成型考慮，排除了通過斜推桿成型燕尾槽的結構，選擇結構更簡單，便于維修調整的滑塊側抽芯成型。考慮2×φ5.2 mm 貫穿孔型芯強度和燕尾槽側抽芯結構，沿與燕尾槽的貫穿線分型，動、定模各成型一半，這樣圓型芯和側型芯開合模不會干涉，也沒有開合模順序要求，主要分型及成型結構如圖3所示。

圖3 主要分型及成型結構

4 模具結構及工作過程

模具結構如圖4 所示，主要對定模型芯預抽芯和定模隧道式側抽芯結構進行說明。模具為兩板模結構，動模三面滑塊側抽芯，定模兩面隧道式側抽芯，采用潛伏式澆口進澆，定模型芯12 成型塑件豎筋內側面，通過定模型芯固定板13固定在定模座板8 上，定模型腔板17 成型塑件豎筋外側面，固定在定模板4 上，定模型芯和定模型腔板之間為滑動配合，定模固定板和定模板之間裝有彈簧，定模板和動模板之間裝有拉模扣，圓側型芯18固定在滑塊16 上，橫穿定模型腔板，滑塊16 上寬62 mm、高20 mm 的凸臺形（見圖5）安裝在定模板上，并能沿定模導軌28和定模板臺形組成的槽內水平滑動，滑塊斜面上有“T”形槽，與鎖緊塊15 上“T”形配合，起滑動導向和側抽芯作用，鎖緊塊15 固定在定模固定板上，當定模板與定模固定板分開時，滑塊16 在鎖緊塊“T”形槽導向及作用下，既沿定模導軌28 和定模板臺形組成的槽內水平滑動，又隨定模板向下運動，帶動圓側型芯隨定模型腔板既向下運動，又水平滑動，完成側抽芯；合模時運動方向相反。因該側抽芯距離較短，滑塊和鎖緊塊“T”形槽不分離。

圖4 模具結構

圖5 鎖緊塊與滑塊結構

開模時，在彈簧作用下，定模板和定模固定板先分開，此時定模型芯開始脫模，同時圓側型芯在滑塊16 和鎖緊塊15 作用下開始側抽芯，當定模型芯和側型芯完全脫模后，定距拉桿6開始作用，此時定模板不動，動模板繼續向下運動，在卡塊槽和燕尾槽側型芯等作用下，豎筋外側面脫開定模型腔板，隨后卡塊槽和燕尾槽完成側抽芯，動模部分脫模，成型塑件被推出。燕尾槽、卡塊安裝槽側抽芯結構和常規的動模滑塊側抽芯結構相同，不再描述。

模具澆口設在定模型腔板，定模型腔板上澆口所在位置進行搭接補償，保證澆口處強度，使整體流道更短，澆口凝料殘痕小，對成型塑件外觀影響小，能實現自動化生產。

5 鎖緊塊與滑塊結構

定模隧道式側抽芯鎖緊塊和滑塊結構如圖5所示，兩者除了“T”形結構外，鎖緊塊上3°斜面和定模板配合，起反鎖緊作用，圓側型芯18 可固定在該滑塊上，當側型芯尺寸較小、數量較多時可通過固定板固定在滑塊上。

6 模具設計注意事項

（1）塑件壁厚不均，豎筋壁厚較薄，底面部分壁厚較厚，為了保證成型塑件順利脫模，縮短成型周期及減少翹曲變形，預抽的定模型芯要單獨設計冷卻水道，動、定模型腔板四周也要設計環形冷卻水道。

（2）預抽的定模型芯12 和定模型腔板17 都為成型零件，開模時兩者之間打開距離較大，考慮合模時便于導向、滑動，且成型部分不被損傷，其配合面需設置0.5°的錐度。澆口套和定模型腔板配合面同樣要有一定錐度，錐度根據澆口套直徑、長度等給定，推薦1.5°左右。圓側型芯因側抽芯距離較小，與定模型腔板配合面可不設錐度。

（3）定模型芯預抽芯結構實現分段脫模，先脫開豎筋內壁，再脫開豎筋外壁，分解了豎筋的脫模力，避免了因定模型芯粘模力過大而脫模不良造成塑件變形，另一方面粘模力最大的豎筋內壁脫模后，豎筋外壁粘模力較小，在燕尾槽、卡塊安裝槽側型芯作用下脫模時，塑件變形小。

（4）定模型芯按照豎筋內壁形狀設計為直筒式，且成型部分帶有一定的拔模角，可通過慢走絲線切割一次加工而成。

（5）流道及澆口設計時應盡可能降低澆口套安裝位置，縮短主流道及分流道長度，同時在不影響外觀且成型塑件能自動脫落的前提下，將潛伏式澆口部分設計為斷面面積較大的長方形，尺寸取2.0 mm×0.6 mm，既減小了成型時流道內壓力損失，又避免注射成型壓力過高、塑件變形大或出現飛邊等缺陷。

（6）成型豎筋內壁的定模型芯、成型扇形側孔的圓側型芯均為直筒式鑲件，與定模型腔板之間相對滑動，能起到排氣作用，避免筋位熔體流動末端出現困氣、注射不滿或塑件表面流痕等缺陷。

（7）澆口位置的選擇應使澆口內熔體流動方向和型腔內熔體流動方向基本一致，這樣能減小熔體流動阻力和成型壓力，塑件變形小。

模具試模和批量生產成型周期約為30 s，成型溫度為250～280 ℃，成型壓力為35～40 MPa，實際成型塑件如圖6所示，在后期使用中，因散熱要求增加了側面扇形側孔數量，同時側面增加了2個長孔。

圖6 成型的底座實物

7 結束語

模具已應用于批量生產塑件，模具使用穩定良好，維修、保養方便，成型的塑件合格。底座注射模結構新穎，對類似有外觀要求的塑件成型具有借鑒作用。