接觸器底座注射模設(shè)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(jié)構(gòu)復雜，有多處形狀既需要側(cè)抽芯成型，又被與其垂直的孔貫穿，導致其成型模具結(jié)構(gòu)復雜，又因底座的外觀要求，增加了模具設(shè)計難度。設(shè)計了多種模具結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，設(shè)計了新型模具結(jié)構(gòu)。

圖1 底座結(jié)構(gòu)

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(cè)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(shè)置扁推桿，A面為安裝面，底面要求水平，可以設(shè)置推桿或分型面。該塑件為了實現(xiàn)接觸器卡軌安裝和螺釘安裝2種功能，設(shè)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(cè)抽芯成型的燕尾槽，這是模具設(shè)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(cè)孔為散熱孔，位于外觀面上，需要通過側(cè)抽芯成型。如何保證豎筋及側(cè)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(shè)計的難點。3.0、9.3、12.8 mm 槽為卡塊安裝槽，需要側(cè)抽芯成型。

2 底座在模具中的放置

從底座的尺寸、形狀、結(jié)構(gòu)及產(chǎn)量等綜合考慮，模具按1 模2 腔設(shè)計。從保證塑件的成型、脫模、推出等方面考慮，常規(guī)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(shè)置點澆口，采用三板模結(jié)構(gòu)，所有側(cè)型芯及組件安裝在動模側(cè)。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(cè)面等外觀面都會出現(xiàn)分型線及推桿痕，且模具結(jié)構(gòu)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(shè)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(guī)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(jié)構(gòu)

塑件有3處需要通過側(cè)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(cè)孔。長12.8 mm 卡塊安裝槽側(cè)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(shè)計在動模側(cè)。第2處燕尾槽和第3 處扇形側(cè)孔的成型需結(jié)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(xiàn)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(cè)型芯上，且將側(cè)型芯設(shè)計在動模側(cè)。但這又會在B、C 面或豎筋外側(cè)面上產(chǎn)生分型線，影響塑件外觀，同時因筋位內(nèi)側(cè)面粘模力大，側(cè)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(cè)還是雙側(cè)成型，燕尾槽不論通過斜推桿成型還是通過側(cè)抽芯成型，模具結(jié)構(gòu)都較復雜，開合模還有順序要求，模具制造成本高，后期調(diào)試、維護保養(yǎng)難度大，因此排除通過側(cè)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(shè)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(nèi)、外側(cè)面，且這2 個型芯之間能相互滑動，即開模時先脫開一側(cè)面，減小粘模力，并獲得塑件后續(xù)脫模時需要的變形空間，然后再脫開另一側(cè)面，這種結(jié)構(gòu)就是定模型芯預抽芯結(jié)構(gòu)，即成型在動模或定模同一側(cè)的需要先后2 次分別脫模，而不是1 次脫模。扇形側(cè)孔部分只能通過側(cè)型芯成型，但側(cè)型芯要設(shè)計在成型豎筋型腔同側(cè)，即設(shè)計在定模側(cè)，且沿φ14 mm 臺階孔分型，采用定模隧道式側(cè)抽芯，這樣能避免豎筋面和B、C 面產(chǎn)生分型線，滿足底座外觀要求。確定上述成型結(jié)構(gòu)后，燕尾槽及與之貫穿的2×φ5.2 mm 孔成型結(jié)構(gòu)也隨之確定，因兩者相互貫穿，若圓孔成型在單側(cè)，則需要延時側(cè)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(xù)穩(wěn)定成型考慮，排除了通過斜推桿成型燕尾槽的結(jié)構(gòu)，選擇結(jié)構(gòu)更簡單，便于維修調(diào)整的滑塊側(cè)抽芯成型。考慮2×φ5.2 mm 貫穿孔型芯強度和燕尾槽側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)，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(cè)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(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 主要分型及成型結(jié)構(gòu)

4 模具結(jié)構(gòu)及工作過程

模具結(jié)構(gòu)如圖4 所示，主要對定模型芯預抽芯和定模隧道式側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)進行說明。模具為兩板模結(jié)構(gòu)，動模三面滑塊側(cè)抽芯，定模兩面隧道式側(cè)抽芯，采用潛伏式澆口進澆，定模型芯12 成型塑件豎筋內(nèi)側(cè)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(cè)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(cè)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(nèi)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(cè)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(nèi)水平滑動，又隨定模板向下運動，帶動圓側(cè)型芯隨定模型腔板既向下運動，又水平滑動，完成側(cè)抽芯；合模時運動方向相反。因該側(cè)抽芯距離較短，滑塊和鎖緊塊“T”形槽不分離。

圖4 模具結(jié)構(gòu)

圖5 鎖緊塊與滑塊結(jié)構(gòu)

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(cè)型芯在滑塊16 和鎖緊塊15 作用下開始側(cè)抽芯，當定模型芯和側(cè)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(xù)向下運動，在卡塊槽和燕尾槽側(cè)型芯等作用下，豎筋外側(cè)面脫開定模型腔板，隨后卡塊槽和燕尾槽完成側(cè)抽芯，動模部分脫模，成型塑件被推出。燕尾槽、卡塊安裝槽側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)和常規(guī)的動模滑塊側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)相同，不再描述。

模具澆口設(shè)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(xiàn)自動化生產(chǎn)。

5 鎖緊塊與滑塊結(jié)構(gòu)

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

6 模具設(shè)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(shè)計冷卻水道，動、定模型腔板四周也要設(shè)計環(huán)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(shè)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(jù)澆口套直徑、長度等給定，推薦1.5°左右。圓側(cè)型芯因側(cè)抽芯距離較小，與定模型腔板配合面可不設(shè)錐度。

（3）定模型芯預抽芯結(jié)構(gòu)實現(xiàn)分段脫模，先脫開豎筋內(nèi)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(nèi)壁脫模后，豎筋外壁粘模力較小，在燕尾槽、卡塊安裝槽側(cè)型芯作用下脫模時，塑件變形小。

（4）定模型芯按照豎筋內(nèi)壁形狀設(shè)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(shè)計時應(yīng)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(shè)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(nèi)壓力損失，又避免注射成型壓力過高、塑件變形大或出現(xiàn)飛邊等缺陷。

（6）成型豎筋內(nèi)壁的定模型芯、成型扇形側(cè)孔的圓側(cè)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(xiàn)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(yīng)使?jié)部趦?nèi)熔體流動方向和型腔內(nèi)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(chǎn)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(cè)面扇形側(cè)孔數(shù)量，同時側(cè)面增加了2個長孔。

圖6 成型的底座實物

7 結(jié)束語

模具已應(yīng)用于批量生產(chǎn)塑件，模具使用穩(wěn)定良好，維修、保養(yǎng)方便，成型的塑件合格。底座注射模結(jié)構(gòu)新穎，對類似有外觀要求的塑件成型具有借鑒作用。