張建卿，李云義

(1.懷化職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南懷化 418000； 2.九嶷職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南永州 425000)

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一種多結(jié)構(gòu)滑塊注塑模具設(shè)計(jì)*

張建卿1，李云義2

(1.懷化職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南懷化 418000； 2.九嶷職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南永州 425000)

摘要：研究了一種帶多種滑塊抽芯三板式注塑模具及其特殊抽芯機(jī)構(gòu)，針對(duì)產(chǎn)品形狀比較特殊的情況及現(xiàn)有模具存在的技術(shù)問題，對(duì)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，澆注系統(tǒng)采用點(diǎn)澆口轉(zhuǎn)側(cè)澆口澆注方式，有效提高了模具模架的結(jié)構(gòu)空間利用率；采用楔緊塊+T型槽動(dòng)定模分別抽芯的結(jié)合方式，有效降低了模具制造成本，提高了模具抽芯機(jī)構(gòu)的工作可靠性；針對(duì)球孔抽芯位及內(nèi)藏孔側(cè)抽芯位的抽芯要求，采用多重帶T型槽滑塊聯(lián)動(dòng)抽芯方式，有效解決了產(chǎn)品復(fù)雜部位的高難度抽芯問題。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單合理，工作穩(wěn)定、安全可靠。

關(guān)鍵詞：注塑模具；T型槽滑塊；順序抽芯；機(jī)動(dòng)抽芯；機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

聯(lián)系人：張建卿，副教授，主要從事材料成型與控制研究

剃須刀底蓋產(chǎn)品注射成型時(shí)，產(chǎn)品形狀比較特殊，存在I，II，III，IV，V，VI共六種類型的側(cè)抽芯位，現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是原始模具結(jié)構(gòu)采用的二板模模具非機(jī)動(dòng)式輔助抽芯機(jī)構(gòu)的可靠性比機(jī)動(dòng)抽芯件差，外用零件如油缸、氣缸輔助抽芯等較多，導(dǎo)致模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，模具工作可靠性不高，注塑過程中經(jīng)常停機(jī)檢修模具；并且模具模架尺寸較大，造成注塑機(jī)效能的無端浪費(fèi)，而且其采用側(cè)澆口進(jìn)澆方式既給側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)布局帶來諸多不便，又難以保證產(chǎn)品的飛邊及充填飽滿等成型質(zhì)量問題。因而須設(shè)計(jì)可靠性高的全機(jī)械式抽芯機(jī)構(gòu)、不影響整體結(jié)構(gòu)布局的進(jìn)澆方便的點(diǎn)澆口進(jìn)料方式以及三板模模具結(jié)構(gòu)以完成產(chǎn)品的自動(dòng)化注塑生產(chǎn)。筆者針對(duì)該剃須刀底蓋產(chǎn)品各外側(cè)孔位及內(nèi)抽斜孔位的脫模需要，設(shè)計(jì)了一種相對(duì)原始二板側(cè)澆口模具使用性能更好的點(diǎn)澆口三板式注塑模具，以做探討。

1　產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及脫模分析

圖1為剃須刀底蓋產(chǎn)品及其側(cè)面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形狀。

圖1　產(chǎn)品及其側(cè)面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形狀

該剃須刀產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)為T型狀，基本外形尺寸為122 mm×246 mm×60 mm，側(cè)蓋體部位的基本外形尺寸為129 mm×72 mm×19 mm，產(chǎn)品為薄殼類制品，最大壁厚為2.3 mm，最小壁厚為1.1 mm，平均壁厚為1.4 mm。材料為聚碳酸酯(PC)透明塑料，PC具有良好綜合性能，適于制作本剃須刀底蓋產(chǎn)品。產(chǎn)品注射成型脫模時(shí)，抽芯位較多，包括如圖1中所示產(chǎn)品上I，II，III，IV，V，VI六種抽芯脫模位。側(cè)孔抽芯I位，共二處；側(cè)邊抽芯II位，位于產(chǎn)品下端；中央球孔抽芯III位，位于產(chǎn)品俯視圖中央，見圖2所示；內(nèi)藏孔側(cè)抽芯IV位，位于手柄尾端；側(cè)邊小孔抽芯V位共六處，位于手柄部位；斜孔抽芯VI位，共二處，位于頭頸部圓弧過渡段處。從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來看，脫模采用滑塊頭抽芯脫模方式在設(shè)計(jì)理論上不存在困難，而是在滑塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及布局上存在不少困難，尤其是中央球孔抽芯部位抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

圖2　球孔抽芯位結(jié)構(gòu)圖

2　模具整體布局設(shè)計(jì)

機(jī)動(dòng)式側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)難點(diǎn)主要在于抽芯方案及其對(duì)應(yīng)的滑塊體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[1-4]，剃須刀產(chǎn)品各抽芯位的脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本設(shè)計(jì)思路采用機(jī)動(dòng)式側(cè)面抽芯方式，其核心難點(diǎn)是滑塊體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。因而，進(jìn)行剃須刀產(chǎn)品脫模抽芯機(jī)構(gòu)滑塊體設(shè)計(jì)時(shí)，依據(jù)剃須刀產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)可對(duì)應(yīng)分為六種脫模滑塊體：(1)針對(duì)側(cè)孔抽芯位滑塊機(jī)構(gòu)，采用定模板上安裝楔緊塊且其上設(shè)置T型槽直接帶動(dòng)滑塊體結(jié)構(gòu)方式；(2)針對(duì)側(cè)邊抽芯位同樣采用定模座板上安裝楔緊塊且其上設(shè)置T型槽直接帶動(dòng)滑塊體結(jié)構(gòu)方式；(3)針對(duì)中央球孔抽芯位處抽芯，則采用動(dòng)模墊板上安裝T型槽大楔緊塊分層兩次帶動(dòng)滑塊結(jié)構(gòu)方式，如圖3所示；(4)針對(duì)內(nèi)藏孔側(cè)抽芯位則共用(3)中所用T型槽大楔緊塊拉動(dòng)小滑塊結(jié)構(gòu)方式；(5)針對(duì)手柄部位的六處側(cè)邊小孔抽芯位則采用動(dòng)模墊板上安裝T型槽小楔緊塊帶動(dòng)滑塊的結(jié)構(gòu)方式；(6)針對(duì)斜孔抽芯位亦采用定模座板上安裝楔緊塊且其上設(shè)置T型槽直接帶動(dòng)滑塊體的結(jié)構(gòu)方式。綜上所述，采用T型槽楔緊塊帶動(dòng)滑塊體抽芯方式能大大減少傳統(tǒng)斜導(dǎo)柱抽芯滑塊機(jī)構(gòu)帶來的滑塊在模架結(jié)構(gòu)空間上的占用，提高模具材料有效使用率，降低模具制造成本[5-6]。結(jié)合實(shí)際的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)限制，優(yōu)化后整體脫模抽芯方案為各不同類型滑塊分層分次順序動(dòng)作抽芯，澆注方案采用三板式定模點(diǎn)澆口轉(zhuǎn)動(dòng)模側(cè)澆口澆注方式，滑塊整體布局如圖3所示。

圖3　抽芯滑塊及模具布局設(shè)計(jì)

3　模具結(jié)構(gòu)安裝

模具布局為一模一腔，澆注方式為三板模點(diǎn)澆口與側(cè)澆口相結(jié)合澆注方式，模具結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖5為滑塊結(jié)構(gòu)安裝圖。模具中包括六種結(jié)構(gòu)抽芯脫模行位滑塊，分別為I位、II位、III位、IV位、V位、VI位抽芯滑塊。模具成型結(jié)構(gòu)組件包括型芯鑲件16，17以及I位、II位、III位、IV位、V位、VI位抽芯滑塊的滑塊頭。III位抽芯滑塊結(jié)構(gòu)組件包括三次滑塊頭18、T型槽耐磨板19、前孔滑塊頭20、二次滑塊頭21、一次T型槽壓塊22。一次T型槽壓塊22通過螺釘緊固安裝于模具動(dòng)模墊板7上，一次T型槽壓塊22左上邊通過T型槽連接二次滑塊頭21，二次滑塊頭21的左下側(cè)設(shè)計(jì)成滑塊以完成產(chǎn)品的內(nèi)側(cè)抽芯，左上側(cè)設(shè)計(jì)有T型槽耐磨板19，通過T型槽耐磨板19連結(jié)三次滑塊頭18。一次T型槽壓塊22左上部通過T型槽連結(jié)前孔滑塊頭20。當(dāng)模具分型面打開時(shí)，一次T型槽壓塊22能同時(shí)拉動(dòng)三次滑塊頭18、前孔滑塊頭20、二次滑塊頭21運(yùn)動(dòng)，完成各滑塊頭部所對(duì)應(yīng)部位的產(chǎn)品成型位的側(cè)抽芯。模具順序開閉組件包括墊板開啟彈簧8、復(fù)位桿9、脫料板拉桿23、型腔固定板分離彈簧24、型腔固定板拉桿25、型腔開啟拉桿26、型腔鎖塊27、鎖芯28、型腔閉合拉桿29、鎖芯彈簧30、型芯固定板限位拉桿34。

圖4　模架結(jié)構(gòu)及部分控制機(jī)構(gòu)組成

圖5　滑塊結(jié)構(gòu)安裝圖

4　抽芯機(jī)構(gòu)及模具工作分析

圖6為模具運(yùn)動(dòng)控制原理分析。實(shí)際工作時(shí)，其運(yùn)動(dòng)工作原理如下：打開時(shí)，模具按圖6中PL1–PL2–PL3–PL4依次順序打開。

(1)澆口脫離及型腔側(cè)抽芯脫模模具注塑完畢，開模時(shí)，模具動(dòng)模部分在注塑機(jī)動(dòng)模板的帶動(dòng)下后退，此時(shí)型腔固定板分離彈簧24將脫料板4與型腔固定板5撐開，型腔固定板5跟隨動(dòng)模后退，從而模具先在PL1分型面處打開，流道在點(diǎn)澆口處崩斷，與產(chǎn)品分離，II位、VI位抽芯滑塊逐步完成抽芯。

(2)流道廢料取出后動(dòng)模部分繼續(xù)后退，模具將在PL2分型面處打開，脫料板4將流道廢料從模具澆口灌嘴2中自動(dòng)取出。

(3)型芯側(cè)抽芯脫模動(dòng)模部分繼續(xù)后退，在墊板開啟彈簧8的撐開下，型芯固定板6與動(dòng)模墊板7分開，模具在PL3分型面處打開；此時(shí)，在動(dòng)模墊板7的拉動(dòng)下，III位、IV位、V位抽芯滑塊開始抽芯動(dòng)作；III位抽芯滑塊抽芯時(shí)，其動(dòng)作為一次T型槽壓塊22拉動(dòng)前孔滑塊頭20、二次滑塊頭21同步一次抽芯，而后，二次滑塊頭21拉動(dòng)三次滑塊頭18抽芯，從而完成產(chǎn)品III、IV位的抽芯。

(4)模腔內(nèi)滑塊側(cè)抽芯動(dòng)模部分繼續(xù)后退，型腔開啟拉桿26將推開鎖芯28、型腔閉合拉桿29的鎖閉，模腔將打開，模具在PL4分型面處打開；此時(shí)I位抽芯滑塊將完成產(chǎn)品I位的抽芯脫模。

(5)產(chǎn)品頂出抽芯脫模完成后，注塑機(jī)頂桿推動(dòng)頂針墊板11，從而通過頂針將產(chǎn)品完全從型芯上頂出，完成整個(gè)產(chǎn)品的全部脫模。

(6)復(fù)位時(shí)，注塑機(jī)動(dòng)模板推動(dòng)模具復(fù)位閉合。閉合時(shí)，在墊板開啟彈簧8、型腔固定板分離彈簧24的作用下，模具閉合次序?yàn)镻L2–PL4–PL1–PL3，各類型滑塊依次閉合，模具完全閉合，等待下一個(gè)注塑循環(huán)的開始。

圖6　模具運(yùn)動(dòng)控制原理分析

5　結(jié)論

本模具抽芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：

(1)結(jié)合產(chǎn)品側(cè)蓋體抽芯部位的特點(diǎn)，為改善產(chǎn)品的澆注質(zhì)量和減小模具結(jié)構(gòu)的空間布局，采用三板式點(diǎn)澆口轉(zhuǎn)側(cè)澆口澆注方式，大大提高了模具模架結(jié)構(gòu)空間的利用率。

(2)為節(jié)省設(shè)計(jì)空間和降低滑塊機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性以及降低模具制造成本，對(duì)滑塊抽芯位進(jìn)行區(qū)分，采用楔緊塊+T型槽定模抽芯和動(dòng)模抽芯分別抽芯相結(jié)合方式，有效降低了模具制造成本，并提高了模具抽芯機(jī)構(gòu)的工作可靠性，特別是針對(duì)III位中央球孔抽芯位及IV位內(nèi)藏孔側(cè)抽芯位的抽芯機(jī)構(gòu)，采用多重帶T型槽滑塊聯(lián)動(dòng)抽芯方式，有效解決了產(chǎn)品復(fù)雜部位的高難度抽芯問題。

(3)采用上述技術(shù)方案提供的多抽芯位模具，克服了采用傳統(tǒng)斜導(dǎo)柱抽芯或者油缸/液壓缸抽芯技術(shù)時(shí)模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，外用零件較多所導(dǎo)致模具工作可靠性不高、模具模架尺寸較大、單純采用側(cè)澆口進(jìn)澆方式等所帶來的難以保證產(chǎn)品成型質(zhì)量的問題。采用了簡(jiǎn)單的機(jī)械式機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了上述產(chǎn)品的零缺陷自動(dòng)化模塑生產(chǎn)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單合理，工作穩(wěn)定，安全可靠。

參 考 文 獻(xiàn)

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Design for A Kind of Shaped Cover Plastic Mold with Consecutive Extracting Slider

Zhang Jianqing1， Li Yunyi2
(1. Huaihua Vocational and Technical College， Huaihua 418000， China ； 2. Jiuyi Vocational and Technical College， Yongzhou 425000， China)

Abstract：A three-plate injection mold with a variety of slider mechanism was introduced. According to technology problems of the current mold and the product′s special shape，the mold structure was improved. The gating system was modified by point gate to side gate，so the utilization rate of the space structure of the mold was effectively improved. The sequential core pulling way of dynamic and fixed die was adopted with wedge block and T groove，thus the cost was effectively reduced and the reliability of the mold slider mechanism was improved. Especially，based on the core ball hole and core side inner hole draft requirements，the multiple T type groove slider core pulling method was used，which effectively solved the core pulling difficulty of complex parts of the die. The design is simple and it's structure is reasonable，stable，safe and reliable.

Keywords：injection mold；wedge block T groove；consecutive core pulling；mechanism extracting；mechanism design

中圖分類號(hào)：TQ320.66

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1001-3539(2016)04-0078-04

doi:10.3969/j.issn.1001-3539.2016.04.018

收稿日期：2016-01-26

*國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51475403)