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摘要:

針對有兩處側向結構的塑料制品，以簡化抽芯機構為目標，通過優化分型面，將一處側孔的外側抽芯轉化為內側抽芯，并設計了斜頂桿機構，簡化了抽芯機構;對另一處側孔，利用模具澆注系統分型面的打開驅動定模斜導柱機構側向運動，減少了一個分型面。實踐驗證，該模具結構簡單、制品合格，側向抽芯機構工作穩定可靠。

關鍵詞:

優化;斜頂;定模抽芯;分型面

當塑料制品側壁帶有孔、凹穴、凸臺結構時，模具在該型處必須制成可側向移動的活動型芯，并設計側向抽芯機構［1］。若模具定模有側向抽芯機構，就必須在定模部分增加一個分型面，因此就需要用順序分型機構［2］，導致模具成本提高。張維合［3］在“定模側抽芯熱流道深腔注射模設計”一文中，針對塑料制品頂部的外螺紋，采用了定模哈夫滑塊側向抽芯，解決了外螺紋的成型，但需在定模增加一個分型面，且制品螺紋有拼接線;田福祥［4］在“定模側抽芯二次分型壓鑄模設計”一文中，針對在動模設計側向抽芯會在制品表面留下拼接線的問題，采用了定模彎銷側向抽芯，其滑塊在定模，彎銷在動模，結構巧妙，但彎銷尺寸太長，作者通過二次分型機構縮短了彎銷尺寸，解決制品推出問題。本文通過設計合理的分型面，以簡化抽芯機構;設計合理的動定模側向抽芯機構，以保證制品質量，簡化模具結構。

1制品結構難點分析

圖1為某外殼的三維模型，材料為ABS，收縮率為0．5%，年產量50萬件。ABS是當今使用最為廣泛的工程塑料之一［1］，有較好的成型性能和優良力學性能。該制品的最大尺寸為106mm×61．3mm×30．3mm，屬中小型制品;制品輪廓形狀復雜，制品主體以曲面構成。圖1a中A、B兩處側孔需要在模具上設計側向抽芯機構。制品內有4處凸臺，其拔模斜度為0，脫模困難，如圖1b。制品的平均厚度為1．36mm，最大厚度為2．09mm，比較均勻，有利于充模。制品的側面為豎直面，會導致脫模困難。綜上分析，制品尺寸較小、形狀復雜，制品A、B兩處的側孔是模具設計的難點。

2模具總體結構及工作過程

根據制品結構及技術要求，將模具設計為三板式注塑模，一模兩腔，點澆口進料，平衡式布局;模具采用鎖模器+限位導柱(拉板)的二次分型機構，工作可靠;制品A處側孔采用了定模斜導柱側向抽芯機構;制品B處側孔設計了斜頂桿側向抽芯機構;利用分流道推板推出澆注系統，推管和推桿聯合推出制品;動定模均設計了循環式冷卻系統;模具結構緊湊，其總體裝配結構如圖2。如圖2，開模時，模具在鎖模器56的作用下，分型面Ⅲ鎖緊，分型面Ⅱ打開，拉料桿32拉斷點澆口，澆注系統留于流道板20，制品向動模移動;同時，側滑塊18在斜導柱19的引導下，帶動側型芯12完成制品A處定模抽芯，并由限位螺釘10限位，當分型面Ⅱ打開到足以取出澆注系統時，由限位拉板14及螺釘15限位;此時，分型面Ⅰ打開，流道板20將分流道從拉料桿32上脫出，主流道從澆口套24中脫出，打開一定距離后，澆注系統自動墜落，限位螺釘54以及定模導柱27上的墊圈45及螺釘46對分型面Ⅰ進行限位;開模力克服鎖模器56和孔之間的摩擦阻力，分型面Ⅲ打開，制品包緊在型芯35并隨動模移動，打開一定距離后，推桿8和推管53推出制品，斜頂桿41在推出制品的同時，向內側移動，完成制品B處的抽芯。合模時，動定模在導柱導套25/26的作用下準確合模，并由型腔34和型芯35由其上的4個虎口精密定位;推出機構在復位桿7及彈簧6的作用下順利復位。

3分型面的優化設計

在注射模的設計中，分型面是決定模具結構形式的重要因素，其設計質量對塑件品質、模具使用和制造工藝有很大的影響［5］。分型面一般選擇在制品的最大外形處［6］。該制品外側面為直面，故分型面應設計在制品底面;但圖1中B處的外側凸起部分將在型腔成型，需在此處設計外側抽芯機構，結構復雜，模具尺寸增大，成本提高，同時會在制品表面留下接縫。考慮到該處內孔為直壁孔，孔深為2．14mm，用斜頂桿內側抽芯機構則可簡化模具結構，故對其局部分型面進行優化設計，將該處向外凸起合理的分配，使其順利脫模。基本思路是:對該處及附近表面進行分割，按局部最大外形抽取分型線，構建分型面。采用NX6．0面拆分工具，將外側凸起上部分在型腔，下部分在型芯，內孔分在型芯，如圖3a，分割時，在開合模方向留有斜度;重新調整分型線并做簡化處理，如圖3b，根據3b中的分型線，添加引導線，采用拉伸和有界平面方式構造分型面，使其盡可能平整，如圖3c。分模后的成型零件如圖4，圖4a為型腔，制品B處凸起結構對應部位能夠順利成型和脫模，如4a放大部分;圖4b為型芯，型芯上與制品B處對應部位為凸起結構，需要設計側向抽芯機構，如4a放大部分。通過對分型面的優化設計，將側向凸起由定模轉移到了動模，可以用斜頂桿抽芯機構代替斜導柱抽芯機構，實現了簡化抽芯機構的目的。

4側向抽芯機構設計

對制品的A、B兩處做側向拔模分析，以確定抽芯方向，圖5a為A處拔模分析，此處凸耳內孔拔模角度為0，故向+X或－X方向抽芯均可;5b為B處拔模分析，此處孔拔模角度為0，故向+Y或－Y方向抽芯均可，為簡化模具結構，此處采用斜頂桿抽芯。

4．1定模斜導柱抽芯機構設計A處外側抽芯機構如圖6a，側型芯2利用臺肩固定于側滑塊5，側滑塊與導滑組件7以T型槽配合，楔緊塊6保證了滑塊復位時位置及克服型腔側壓力，螺釘8保證抽芯結束時的側滑塊的定位，彈簧2防止側滑塊滑移，保證斜導柱4與滑塊斜孔對準，便于機構順利復位。如圖6b，側型芯分為4段，Ⅰ段為成型段，向上延伸，超過側孔深度3mm，以防止注塑飛邊;Ⅱ段設計為錐面，避免側型芯與模具型腔摩擦，提高使用壽命;Ⅲ段為過渡段及配合段，其與型腔形成過孔，與滑塊形成H7/m6的過渡配合;Ⅳ段為固定段，安裝時從側滑塊尾部裝入，背后用緊定螺釘緊固。結合圖2，此定模側抽芯機構中，斜導柱4和楔緊塊6安裝在流道板，其余組件在動模，機構始終保持在定模板中。模具分型面Ⅱ打開時，側滑塊5在斜導柱4的引導下及導滑組件的限制下，相對制品向外側移動，完成抽芯，彈簧3及螺釘8對滑塊限位，保證順利復位。模具分型面Ⅲ打開時，該側向抽芯機構保持和定模板的位置關系，不再移動。在該抽芯機構中，利用了澆注系統分型面的打開實現了斜導柱和滑塊的相對移動，避免了另外增加分型面，簡化了模具結構。

4．2動模斜頂桿抽芯機構設計型芯上側向凸起高度僅為2．13mm，輪廓尺寸為4mm×4mm，脫模阻力不大，故采用斜頂桿側向抽芯機構，如圖7所示。圖7a為斜頂桿與型芯的配合關系，圖7b為斜頂桿三維模型。圖2中，推出制品時，斜頂桿41沿型芯35上的斜孔向移動，和推桿8一起推出制品的同時，完成內側抽芯。

5結語

通過對制品側向結構的分析，設計了合理的分型面，將制品底部側向孔分在了型芯，并設計了斜頂桿側向抽芯機構;制品頂部的側向孔設計了定模斜導柱抽芯機構。經實踐驗證，該模具結構合理、工作穩定、效率高，制品合格。在該注塑模具設計中，主要解決了以下技術問題:(1)對分型面進行了優化設計，將制品B處孔分在了動模，采用斜頂桿側抽芯機構，簡化了模具結構。(2)在制品A處的定模斜導柱抽芯機構中，利用澆注系統分型面的打開實現側向抽芯，減少了一個模具分型面。

參考文獻

［1］齊衛東．塑料模具設計與制造［M］．北京:高等教育出版社，2008:207．

［2］申開智．塑料成型模具［M］．北京:中國輕工業出版社，2006:226．

［3］張維合．定模側抽芯熱流道深腔注射模設計［J］．模具制造，2011(5):73－75．

［4］田福祥．定模側抽芯二次分型壓鑄模設計［J］．熱加工工藝，2005(5):63－64．

［5］范希營，郭永環，李順才．分型面為曲面的套類注射制品的有限元分析［J］．高分子材料科學與工程，2013，29(7):170－174．

［6］劉保臣，楊曉東，申長雨．注塑模分型面設計方法及應用［J］．工程塑料應用，2007，35(5):64－66．

作者：熊毅 單位：河南工業職業技術學院