何柏海，何駿

（1.浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江紹興 312000； 2.浙江信息工程學(xué)校，浙江湖州 313000）

一種帶推管側(cè)頂脫模機(jī)構(gòu)的注塑模設(shè)計(jì)*

何柏海1，何駿2

（1.浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江紹興 312000； 2.浙江信息工程學(xué)校，浙江湖州 313000）

介紹了一種內(nèi)側(cè)壁帶螺絲柱位及外側(cè)壁帶矩形扣位塑料件的脫模機(jī)構(gòu)裝置及其模具設(shè)計(jì)。塑料件上內(nèi)側(cè)壁螺絲柱位的脫模依靠帶推管側(cè)頂出的斜頂組件機(jī)構(gòu)完成，外側(cè)壁矩形扣位的脫模則依靠滑塊組件完成；斜頂組件側(cè)抽芯功能件包括斜頂頭及安裝于其上的推管側(cè)頂出機(jī)構(gòu)，由推管實(shí)現(xiàn)內(nèi)側(cè)壁橫向螺絲柱位頂出脫模；模具及其脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，工作穩(wěn)定可靠，用簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了塑料件的自動(dòng)化注塑生產(chǎn)。

注塑模；斜頂；側(cè)邊推管；機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；螺絲柱位

塑料制品由于實(shí)際應(yīng)用的需要，往往在塑料件的側(cè)壁設(shè)計(jì)有扣位或孔位，此類(lèi)塑料件注塑成型時(shí)，為方便脫模，模具設(shè)計(jì)有斜頂結(jié)構(gòu)或側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，對(duì)于一般簡(jiǎn)單的扣位，直接采用與塑料件側(cè)凹位或孔位相吻合的斜頂頭即可以解決問(wèn)題，對(duì)于復(fù)雜一點(diǎn)的需要斜頂脫模，如保持塑料件頂出時(shí)橫向不移動(dòng)，則采用斜頂加推桿結(jié)構(gòu)可以解決問(wèn)題［1-4］。圖1為某汽車(chē)搖臂控制件底部扣接蓋，其結(jié)構(gòu)雖簡(jiǎn)單，但其內(nèi)側(cè)壁處帶有多個(gè)螺絲柱位需要側(cè)向抽芯，外側(cè)壁帶有矩形側(cè)邊接口，如果采用注塑成型方式來(lái)生產(chǎn)，內(nèi)側(cè)壁螺絲柱位的脫模必須采用斜頂頭部設(shè)計(jì)有特殊的推管推出機(jī)構(gòu)，以輔助完成側(cè)壁螺絲柱位推出需要，常規(guī)的斜頂側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)或側(cè)抽芯滑塊機(jī)構(gòu)則難以解決此問(wèn)題［5-7］。筆者針對(duì)上述塑料件內(nèi)側(cè)壁帶有的多螺絲柱位需橫向抽芯的實(shí)際問(wèn)題，結(jié)合推管推出結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了一種斜頂頭部帶推管機(jī)構(gòu)的斜頂脫模裝置，實(shí)現(xiàn)了側(cè)壁設(shè)計(jì)有橫向螺絲柱位一類(lèi)塑料件的側(cè)向抽芯脫模，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，操作方便，工作穩(wěn)定，安全可靠。

圖1　汽車(chē)搖臂控制件底部扣接蓋

1　塑料件內(nèi)、外側(cè)壁需抽芯脫模位置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

該汽車(chē)搖臂控制件底部扣接蓋外觀造型及側(cè)面倒扣位、側(cè)面多螺絲柱位分布及其基本尺寸情況如圖1所示，塑料件為薄殼類(lèi)塑料件，頂部壁厚平均2.4 mm，側(cè)邊平均壁厚1.8 mm；材料為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料（ABS）+30%玻纖；塑料件整體規(guī)格大小為151 mm×103 mm×30 mm。

圖2為塑料件注塑成型結(jié)構(gòu)分析圖。

圖2　塑料件注塑成型結(jié)構(gòu)分析圖

由圖2可以看出，塑料件在圖中的P，N處存在兩處脫模困難設(shè)計(jì)位，P處為型芯側(cè)內(nèi)側(cè)壁面，其特點(diǎn)是該處既有側(cè)面倒扣位，又有螺絲柱位，扣位深度為7 mm，而B(niǎo)1、B2、B3共3個(gè)M4螺絲柱位，呈三角形均勻分布，螺絲柱位高度10 mm，單個(gè)螺絲柱位根部圓周節(jié)點(diǎn)上分布有4個(gè)加強(qiáng)筋筋位；N處外側(cè)壁存在側(cè)凹矩形倒扣位，其尺寸為23 mm×12 mm，深度為2 mm；另外，塑料件中央部位為平面，其上設(shè)計(jì)有14處直徑7 mm的凹孔及一處直徑26 mm的大圓凹孔；從塑料件整體結(jié)構(gòu)看，該塑料件注塑成型脫模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)難點(diǎn)是：

（1）對(duì)于P處：①內(nèi)側(cè)壁面倒扣位深度大，抽芯距離長(zhǎng)；②內(nèi)側(cè)壁面螺絲柱位數(shù)量多，且分布較緊湊，單個(gè)螺絲柱位深度大，局部區(qū)域包緊力大，成型斜頂頭難以加工；③加強(qiáng)筋筋位較多，筋位處需增加輔助頂出，以防止脫模時(shí)塑料件型腔側(cè)外觀面拉白變形，破壞塑料件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

（2）對(duì)于N處：外側(cè)壁面抽芯面積大，須配合側(cè)抽芯滑塊機(jī)構(gòu)脫模。

綜上所述，塑料件注塑成型時(shí)，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)須克服上述難點(diǎn)問(wèn)題。

2　抽芯脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

2.1內(nèi)側(cè)壁面螺絲柱位、扣位脫模抽芯方案分析

根據(jù)前述分析，設(shè)計(jì)型芯內(nèi)側(cè)壁面螺絲柱位、倒扣位脫模抽芯機(jī)構(gòu)時(shí)，針對(duì)倒扣位處、螺絲柱位處以及周邊抽芯深度大、包緊力大的特點(diǎn)，采用將內(nèi)側(cè)壁面倒扣位及豎直側(cè)邊位、螺絲柱位分別二次抽芯的抽芯脫模方案；針對(duì)該塑料件型芯側(cè)面的特點(diǎn)，相應(yīng)的斜頂頭結(jié)構(gòu)采用鑲拼方式；基本思路為二次抽芯脫模，盡可能減少塑料件的脫模變形，即第1步先完成內(nèi)側(cè)壁面倒扣位的側(cè)抽芯脫模；第2步完成內(nèi)側(cè)壁面3處螺絲柱位的推管推出脫模，因而，根據(jù)斜頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)，需在斜頂頭設(shè)置完整的推管推出機(jī)構(gòu)，即斜頂頭上設(shè)計(jì)推管推出機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題是推管推出機(jī)構(gòu)在斜頂頭上的結(jié)構(gòu)布局及設(shè)計(jì)，以確保脫模時(shí)動(dòng)作可靠。在斜頂頭上設(shè)計(jì)的推管推出結(jié)構(gòu)如圖3所示。圖3中，推管機(jī)構(gòu)組件包括2個(gè)滑動(dòng)頂銷(xiāo)1，3根型芯頂針2，3個(gè)型芯頂針緊固螺釘8，3根推管3，3個(gè)彈簧4，1塊推管蓋板5，1塊推管推板6，3個(gè)推管板緊固螺釘7，1根斜頂桿9，4個(gè)小蓋板緊固螺釘11。

圖3　斜頂推管推出結(jié)構(gòu)

2.2斜頂抽芯頂出機(jī)構(gòu)分析

依據(jù)前述抽芯部位P，N處的方案分析，型芯內(nèi)側(cè)壁面倒扣位、螺絲柱位斜頂組件抽芯脫模機(jī)構(gòu)如圖4a所示，塑料件外側(cè)壁凹矩形扣位滑塊組件抽芯脫模機(jī)構(gòu)如圖4b所示。

在圖4a型芯內(nèi)側(cè)壁面倒扣位、螺絲柱位斜頂組件抽芯脫模機(jī)構(gòu)中，斜頂組件脫模裝置包括滑動(dòng)頂銷(xiāo)1、型芯針桿2、推管3、彈簧4、推管蓋板5、推管推板6、推管板緊固螺釘7、型芯針桿緊固螺釘8、斜頂桿9、斜頂座10、小蓋板緊固螺釘11、小蓋板12；機(jī)構(gòu)中參與成型的組件包括型芯針桿2、推管3及斜頂桿9的頭部。機(jī)構(gòu)組件裝配結(jié)構(gòu)具體形式為：型芯針桿2安裝于小蓋板12上，通過(guò)型芯針桿緊固螺釘8加以緊固，型芯針桿2穿過(guò)推管蓋板5、推管推板6、推管3，其頭部構(gòu)成塑料件的局部型芯；推管3安裝于推管蓋板5上，由推管推板6壓緊；推管蓋板5、推管推板6通過(guò)推桿板緊固螺釘7緊固連接；推管3外套有彈簧4，其頭部安裝于斜頂桿9的頭部?jī)?nèi)；滑動(dòng)頂銷(xiāo)1安裝于推管推板6上，通過(guò)推管蓋板5壓緊，其導(dǎo)向光桿部分穿過(guò)小蓋板12，頭部與模具型芯接觸；小蓋板12的作用是構(gòu)成斜頂頭的局部型芯，通過(guò)小蓋板緊固螺釘11與斜頂桿9連接，以保證推管機(jī)構(gòu)組件的可靠運(yùn)行。

圖4　抽芯脫模機(jī)構(gòu)

在圖4b塑料件外側(cè)壁凹矩形倒扣位滑塊組件中，滑塊組件包括滑塊體13、耐磨板14、限位板15、抽芯彈簧16、抽芯拉桿17、壓緊塊18、斜導(dǎo)柱19；滑塊體13的頭部參與成型；限位板15起到對(duì)滑塊體13外抽時(shí)的限位作用；抽芯彈簧16為滑塊體13提供抽芯動(dòng)力。

2.3斜頂機(jī)構(gòu)功能控制關(guān)鍵設(shè)計(jì)

由上述分析可知，為保證斜頂頂出時(shí)實(shí)現(xiàn)二次脫模的功能，需在對(duì)應(yīng)型芯上的斜頂導(dǎo)向邊上做特殊的控制設(shè)計(jì)，如圖5所示。圖5中斜頂機(jī)構(gòu)在模具中的安裝情況為：斜頂桿9頭部構(gòu)成塑料件成型的部分型芯，安裝于型芯上，與型腔一起構(gòu)成塑料件的注塑空腔；其下端穿過(guò)動(dòng)模板上的避空孔，底端安裝于斜頂座10上，斜頂座10通過(guò)壓塊安裝于推板蓋板上開(kāi)設(shè)的斜頂座槽內(nèi)，并能在推板上滑動(dòng)；為保證機(jī)構(gòu)工作時(shí)二次脫模的可靠性，如圖5中K放大圖所示，在斜頂頭右側(cè)型芯上的斜頂孔邊上設(shè)計(jì)兩段直線，兩段直線由圖5的K放大圖中A，B，C三點(diǎn)構(gòu)成，AB直線段為與豎直方向平行的直線段，BC直線段為與斜頂桿9右側(cè)導(dǎo)向邊接觸且方向同斜頂頂出方向相同的一段直線距離。為便于說(shuō)明，設(shè)定A，B，C三點(diǎn)為滑動(dòng)頂銷(xiāo)1相對(duì)的3個(gè)不同位置控制點(diǎn)，G為滑動(dòng)頂銷(xiāo)1上的配合控制點(diǎn)；斜頂桿9頂出時(shí)實(shí)現(xiàn)兩次脫模的功能由型芯上的斜頂孔邊上的A，B，C三點(diǎn)控制滑動(dòng)頂銷(xiāo)1上的G點(diǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)完成。

圖5　斜頂二次抽芯控制關(guān)鍵設(shè)計(jì)

3　模具結(jié)構(gòu)及頂出機(jī)構(gòu)工作分析

該塑料件的模具結(jié)構(gòu)為兩板模，斜頂組件、滑塊組件在模具上的安裝如圖6所示。

圖6　模具結(jié)構(gòu)

模具及脫模機(jī)構(gòu)的工作原理如下：

（1）型腔脫模。

型腔脫模包括型腔面的脫模及外側(cè)抽芯的脫模；模具打開(kāi)時(shí)，模具型腔打開(kāi)，型腔面自動(dòng)脫模；滑塊組件完成塑料件N部位的抽芯脫模。

（2）型芯脫模。

型芯脫模包括型芯面的脫模及塑料件P處斜頂組件的抽芯脫模。型芯面的脫模由模具頂出機(jī)構(gòu)中的頂桿與斜頂組件頂出，二者同步進(jìn)行。斜頂組件的脫模過(guò)程如下：

第一次脫模，即斜頂桿9的頭部、型芯針桿2脫模。注塑后模具打開(kāi)，結(jié)合圖1中塑料件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及圖4a、圖5及圖6，當(dāng)塑料件注塑好即將頂出脫模時(shí)，斜頂桿9通過(guò)斜頂座10在如圖5、圖6所示推板的推動(dòng)下，將帶著推管機(jī)構(gòu)組件、小蓋板緊固螺釘11、小蓋板12跟隨塑料件一起被頂出，此時(shí)，由于推管3與斜頂桿9之間可以相對(duì)滑動(dòng)，因而，推管機(jī)構(gòu)組件中的滑動(dòng)頂銷(xiāo)1、推管3、推管蓋板5、推管推板6、推桿板緊固螺釘7由于彈簧4被壓縮，所以在水平方向上能保持相對(duì)不移動(dòng)，而豎直方向上能保持同斜頂桿9同步運(yùn)動(dòng)；頂出過(guò)程中，塑料件的運(yùn)動(dòng)過(guò)程是：豎直方向上和斜頂桿9同步，而水平方向上保持相對(duì)不動(dòng)；型芯針桿2因?yàn)橥ㄟ^(guò)型芯針桿緊固螺釘8、小蓋板緊固螺釘11、小蓋板12已與斜頂桿9緊固連接在一起，將保持同斜頂桿9的水平方向和豎直方向的同步運(yùn)動(dòng)，因而型芯針桿2左邊頭部同斜頂桿9的頭部一樣，將與塑料件的側(cè)壁逐漸分離，直到滑動(dòng)頂銷(xiāo)1上的G點(diǎn)由型芯上的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到型芯上的B點(diǎn)，滑動(dòng)頂銷(xiāo)1上的G點(diǎn)到達(dá)型芯上的B點(diǎn)后，型芯針桿2左邊的頭部實(shí)現(xiàn)從塑料件螺絲孔位中抽出；斜頂桿9頭部亦同步與塑料件側(cè)壁分離。

第二次脫模，即推管3脫模。待滑動(dòng)頂銷(xiāo)1上的G點(diǎn)通過(guò)型芯上的B點(diǎn)后，再繼續(xù)跟隨斜頂桿9向斜右上方運(yùn)動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)頂銷(xiāo)1上的G點(diǎn)由型芯上的B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到型芯上的C點(diǎn)時(shí)，滑動(dòng)頂銷(xiāo)1逐步失去型芯的阻擋，彈簧4將釋放壓力推動(dòng)滑動(dòng)頂銷(xiāo)1、推管3、推管蓋板5、推管推板6、推桿板緊固螺釘7相對(duì)向右移動(dòng)，直到被小蓋板12所阻擋，使推管3的左端與塑料件分離，從而實(shí)現(xiàn)塑料件側(cè)壁螺絲柱位的側(cè)向抽芯脫模。

（3）斜頂機(jī)構(gòu)的復(fù)位。

復(fù)位時(shí)，如圖4a、圖5及圖6所示，模具上的推板通過(guò)斜頂座將斜頂桿9拉回，型芯針桿2跟隨斜頂桿9的頭部在水平方向上和豎直方向上同步復(fù)位，推管3則在豎直方向上與斜頂桿9的頭部同步，但水平方向上則經(jīng)歷由型芯上的控制點(diǎn)C到B再到A的線性過(guò)程復(fù)位。

4　結(jié)論

（1）結(jié)合塑料件型芯內(nèi)側(cè)抽芯部位倒扣位+螺絲柱位的特點(diǎn)，采用斜頂+推管二次側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)了分步控制式分步側(cè)抽芯斜頂機(jī)構(gòu)，有效解決了斜頂頭分次順序抽芯脫模問(wèn)題，避免了手工取件，實(shí)現(xiàn)了塑料件自動(dòng)化生產(chǎn)，簡(jiǎn)化了模具結(jié)構(gòu)，降低了生產(chǎn)成本。

（2）采用上述技術(shù)方案設(shè)計(jì)的斜頂頭部帶推管機(jī)構(gòu)的斜頂脫模機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)側(cè)壁設(shè)計(jì)有橫向螺絲柱位的塑料件進(jìn)行側(cè)向抽芯脫模的功能，裝置設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)緊湊，工作穩(wěn)定，安全可靠，簡(jiǎn)化了模具結(jié)構(gòu)。

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Design of Injection Mould with Pushing Tube Side Ejection Demoulding Mechanism

He Baihai1， He Jun2
（1. Zhejiang Industry Polytechnic College， Shaoxing 312000， China； 2. Zhejiang Information Engineering School， Huzhou 313000， China）

A plastic injection mold with a demoulding mechanism device for a plastic part which with the features that there were some screw boss on its inner wall and a rectangular buckle on its outer wall was introduced. When the plastic part was demoulded after the injecting molding was finished， the inner side wall screw column’s demoulding was finished by the angle lifter components mechanism with a push tube side ejection on its head，and the outer side wall rectangular buckle’s demoulding was finished by a slider mechanism. The angle lifter components’s side pulling functional pieces are composed of the oblique head and the push tube side ejection mechanism which is assemblied on the oblique head. And so，the screw column’s demoulding was completed by the push tube side ejection mechanism. The mold and the screw column’s demoulding mechanism design is reasonable，and the working is stable and reliable. With this demoulding mechanism，the plastic parts could be automatically producted by injection molding.

injection mold；angle lifter；side push tube；mechanism design；screw column

TQ320.66+2

A

1001-3539（2016）02-0092-04

10.3969/j.issn.1001-3539.2016.02.018

*浙江省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（501096），浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院重大項(xiàng)目（1023401092012004）

聯(lián)系人：何柏海，副教授，主要從事模具設(shè)計(jì)與制造、數(shù)控加工工作

2015-11-12