葉熹

摘 要：本文通過(guò)對(duì)過(guò)濾器上蓋的工藝進(jìn)行分析，介紹了新型浮動(dòng)可潰芯脫模機(jī)構(gòu)。其獨(dú)特的三分型面設(shè)計(jì)，大大簡(jiǎn)化了模具結(jié)構(gòu)，降低了模具成本，縮短了研制周期。此機(jī)構(gòu)運(yùn)用在注塑模具中成功解決了由于模具內(nèi)抽芯不足導(dǎo)致普通脫模機(jī)構(gòu)不能正常成型、機(jī)構(gòu)加工困難、零件不易脫模等問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：注塑模；內(nèi)抽芯；分型面；型腔

中圖分類號(hào)：TQ320.52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2018）05-0038-05

The Utilization of New Floating Crumbling Core Mould

in Plastics Mould Design

YE Xi

（Guangdong National Defense Science and Technology Advanced Technical School，Guangzhou Guangdong 510515）

Abstract： This paper introduced the new floating crumbling core mould spray mechanism by analyzing the technology of upper cover of the filter. Its special design of three core parting surface greatly simplified the mould structure， reduced the cost of mould and shortens the research period sharply.The utilization of this kind of mechanism solved many problems successfully， such as： abnormal forming， difficult process and mould spray difficulty for work pieces of ordinary mould mechanism due to lack of mould inner-drawing-core.

Keywords： injection mould；inner-drawing-core；parting face；cavity

在塑料注塑模具中，倒勾脫模機(jī)構(gòu)的形式是多種多樣的，我們常見(jiàn)的有側(cè)面滑塊脫模機(jī)構(gòu)、斜頂脫模機(jī)構(gòu)、浮動(dòng)滑塊脫模機(jī)構(gòu)、螺紋齒條（齒鏈）抽芯機(jī)構(gòu)、彈性變形機(jī)構(gòu)等。選擇何種形式的脫模機(jī)構(gòu)與塑件的幾何形狀及尺寸精度、嵌件位置、澆口形式等有密切的關(guān)系。

在進(jìn)行塑件的注塑模具設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)脫模機(jī)構(gòu)的選擇是相當(dāng)重要的。脫模機(jī)構(gòu)的選擇是否恰當(dāng)，脫模機(jī)構(gòu)的數(shù)量是否合適，直接關(guān)系到模具的結(jié)構(gòu)形式和復(fù)雜程度。在常見(jiàn)的模具結(jié)構(gòu)中，一套模具中脫模機(jī)構(gòu)的形式和數(shù)量通常決定一套模具的成本和制造周期。一般來(lái)說(shuō)，模具結(jié)構(gòu)形式越復(fù)雜，模具的制造成本就越高，模具的制造周期也就越長(zhǎng)。如何既滿足產(chǎn)品脫模的需要，又盡可能地簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，降低制造成本，縮短模具制造周期，是我們?cè)谶M(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)必須重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。本文以過(guò)濾器上蓋注塑模設(shè)計(jì)為例，闡述一種為簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)而采用的浮動(dòng)可潰芯雙分型面脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)[1，2]。

1 塑件工藝分析

圖1為某汽車(chē)過(guò)濾器中的過(guò)濾器上蓋。其材料為PBT+GF30。

PBT+GF30材料——新的流變改良型塑料聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯（PBT）Ultradur（右）為塑料流動(dòng)速度建立了新標(biāo)準(zhǔn)。較低的熔融黏度（根據(jù)玻纖含量）使其流動(dòng)速度比普通塑料至少高出2倍，同時(shí)對(duì)其機(jī)械性能幾乎沒(méi)有影響。該產(chǎn)品特性使塑料加工者和設(shè)計(jì)師在PBT應(yīng)用上擁有更大的發(fā)揮空間。縮短注塑加工時(shí)間與節(jié)省機(jī)械和模具均成為該材料在競(jìng)爭(zhēng)中的巨大優(yōu)勢(shì)。其具有出色的剛性、強(qiáng)度及耐熱性能，吸水度低，較好的尺寸穩(wěn)定性及耐化學(xué)性。一些特殊類型還具有卓越的耐候性及耐熱老化性能。

從圖1可以看出，該塑件外形結(jié)構(gòu)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：①產(chǎn)品倒勾位，是一整圈環(huán)形倒勾；②倒勾位內(nèi)部可做脫模機(jī)構(gòu)位置小；③產(chǎn)品外圈形狀復(fù)雜，有倒勾，同樣需要做脫模機(jī)構(gòu)；④過(guò)濾器上蓋內(nèi)孔有裝配要求，后續(xù)需要調(diào)整此處尺寸。

此外，模具在設(shè)計(jì)中主要存在以下幾方面的問(wèn)題：①外形需要設(shè)置滑塊脫模結(jié)構(gòu)；②產(chǎn)品內(nèi)側(cè)環(huán)形許要設(shè)置整圈抽芯；③產(chǎn)品內(nèi)側(cè)抽芯要方便后續(xù)修改尺寸；④產(chǎn)品內(nèi)側(cè)抽芯要防止抽芯過(guò)程中造成變形。

2 模具設(shè)計(jì)方案

由于該塑件的外形有倒勾，需要做滑塊，且滑塊影響模具長(zhǎng)和寬的尺寸，所以先把產(chǎn)品外側(cè)滑塊畫(huà)出來(lái)，定下模具尺寸，選定注塑成型機(jī)臺(tái)的大小，如圖2所示，模具為2穴，左右完全一樣，模具大小為670mm×800mm，因此選定注塑成型機(jī)臺(tái)為400T。

產(chǎn)品外形倒勾問(wèn)題解決后，再解決內(nèi)側(cè)環(huán)形倒勾。由于內(nèi)側(cè)整圈都是倒勾，如果采用斜頂來(lái)解決倒勾問(wèn)題，斜頂座之間空間不足，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且后期修改尺寸不方便，因此，不建議使用斜頂脫模機(jī)構(gòu)。而針對(duì)此問(wèn)題，設(shè)計(jì)了新的脫模機(jī)構(gòu)——浮動(dòng)式可潰芯脫模機(jī)構(gòu)，如圖3和圖4所示。該機(jī)構(gòu)采用分體式加工，再合成整體式機(jī)構(gòu)，后期便于修改尺寸，且更換部件不需整體報(bào)廢。浮動(dòng)式可潰芯脫模機(jī)構(gòu)克服了斜頂脫模機(jī)構(gòu)中結(jié)構(gòu)空間問(wèn)題和后期尺寸修改困難等問(wèn)題，且降低了模具成本，縮短了研制周期。

4 浮動(dòng)可潰芯結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)

浮動(dòng)可潰芯結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，該結(jié)構(gòu)利用角度差的方法相互避空，從而解決了一整圈環(huán)形倒勾的問(wèn)題。如圖6所示，環(huán)形倒勾分成6個(gè)部分，開(kāi)模時(shí)，紅色的3個(gè)部分和青色的3個(gè)部分同步走，但紅色的3個(gè)部分和青色的3個(gè)部分由于角度不同，紅色的角度比青色的角度大3度，每頂出1mm紅色部分就比青色部分多走0.05mm，如圖7所示，因此，環(huán)形倒勾的6個(gè)脫模部件不會(huì)互相干涉。

浮動(dòng)滑塊的設(shè)計(jì)和其他脫模機(jī)構(gòu)一樣，主要考慮兩大因素：方向和動(dòng)力。如圖8所示，圓圈所圈處限制了浮動(dòng)可潰芯產(chǎn)品位部件上下方向的運(yùn)動(dòng)。圖9中，產(chǎn)品位部件只能順著燕尾槽的方向運(yùn)動(dòng)，所以可潰芯機(jī)構(gòu)中，黃色部分在有動(dòng)力上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)燕尾槽帶動(dòng)產(chǎn)品部位件脫模，圖10為浮動(dòng)可潰芯運(yùn)動(dòng)示意圖。

模具注塑完成后，模具開(kāi)模時(shí)，模具邊上裝有插銷式鎖模器，第一分型面先開(kāi)20mm（插銷式鎖模器控制，圖5模具側(cè)視結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖中的20部件）。因?yàn)榭蓾⑿驹诿撃r(shí)產(chǎn)品部位件是在水平面運(yùn)動(dòng)的，所以第一分型面要先打開(kāi)，防止分型面因相互摩擦而導(dǎo)致拉傷。第一分型面開(kāi)到20mm處，插銷開(kāi)閉器會(huì)彈開(kāi)，模具持續(xù)開(kāi)模；第二分型面?zhèn)扔袕椈身敵龉０?，此時(shí)可潰芯機(jī)構(gòu)中黃色部分會(huì)帶動(dòng)產(chǎn)品部位件脫模，第二分型面頂出公模板到位后再接著開(kāi)第一分型面（產(chǎn)品分型面），開(kāi)模動(dòng)作完成后，產(chǎn)品頂出，取下產(chǎn)品，頂針板通過(guò)彈簧復(fù)位，合模時(shí)，第一分型面先合模，合模到剩下5mm的距離時(shí)，第一分型面會(huì)有彈簧頂住分型面，且此處的彈簧力比第二分型面的彈簧力大，所以第一分型面會(huì)停止合模，第二分型面開(kāi)始合模。第二分型面合模時(shí)會(huì)帶動(dòng)浮動(dòng)可潰芯機(jī)構(gòu)產(chǎn)品部件復(fù)位，第二分型面合模完成后再合第一分型面。

5 浮動(dòng)可潰芯機(jī)構(gòu)產(chǎn)品位部件的加工

浮動(dòng)可潰芯機(jī)構(gòu)產(chǎn)品位在加工時(shí)，由于產(chǎn)品要求粗糙度為5μm，所以此處配件采用鋼材1.2343ESR，鋼材出廠硬度只有HRS18～20，需要開(kāi)粗加工后進(jìn)行熱處理，淬火到HRC46～48。用車(chē)床加工圓柱，先開(kāi)粗，留0.3mm的精加工余量，防止熱處理變形，熱處理后再精加工到位，加工好外圓后再上慢走絲線割燕尾槽，燕尾糟圓形拉柱加工工藝如表1所示。浮動(dòng)可潰芯中間的燕尾糟圓形拉柱（圖9中心黃色部分）一樣用車(chē)床加工，工序和產(chǎn)品位部件一樣，不同的是此處鋼材不需要用1.2343ESR，可以采用1.2510鋼材，價(jià)格便宜，耐磨性，淬透性良好，在熱處理時(shí)，硬度淬火到HRS50～52即可。因?yàn)橛捕群晚g性呈反比，硬度越高就越脆，容易開(kāi)裂和崩角。在浮動(dòng)可潰芯機(jī)構(gòu)加工完成后需要進(jìn)行配模（省模）；在相應(yīng)的裝配位置處打上編碼，防止產(chǎn)品部位件裝錯(cuò)位置（如圖11所示），且產(chǎn)品位需要進(jìn)行拋光。此機(jī)構(gòu)加工完成后要將以上配件進(jìn)行氮化處理，氮化層深度為0.15～0.3mm，以更好地提高部件的耐磨性，防止部件生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)拉傷滑動(dòng)面的情況。由于氮化后部件表面硬度提高，且表面會(huì)有黑層，氮化后產(chǎn)品面要再進(jìn)行拋光，提高產(chǎn)品位表面的光潔度和粗糙度。

由于環(huán)形倒勾位處有裝配功能，所以此處圓的曲率要求較高，且此處在產(chǎn)品打樣過(guò)程中會(huì)因?yàn)闅堄鄳?yīng)力和脫模力等多種因素的影響產(chǎn)生變色問(wèn)題。針對(duì)圓弧曲率變形的問(wèn)題，先根據(jù)產(chǎn)品變形的位置在機(jī)構(gòu)上做好記號(hào)，并注明變形量，防止改錯(cuò)位置。將浮動(dòng)可潰芯機(jī)構(gòu)拆卸下來(lái)裝在治具上固定好（圖12和13所示的基座部分），上車(chē)床加工變形位置，在裝夾上車(chē)床時(shí)，采用偏心裝夾法，根據(jù)變形量的多少，調(diào)節(jié)變形位置的偏心量，再加工變形位置處的尺寸。

6 結(jié)論

該模具采用獨(dú)特的浮動(dòng)可潰芯脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，順利解決了成型、脫模等難題，降低了模具設(shè)計(jì)、制造上的困難，縮小了模具設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)占用的空間，且便于產(chǎn)品配合位的尺寸修改。經(jīng)過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐驗(yàn)證，該模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，動(dòng)作平穩(wěn)、可靠，成型質(zhì)量符合技術(shù)要求，達(dá)到了滿意的效果。但此機(jī)構(gòu)存在開(kāi)裂的風(fēng)險(xiǎn)，由于機(jī)構(gòu)的脫模是靠抽芯柱子上的燕尾槽帶動(dòng)產(chǎn)品部位工件脫模的，所以燕尾槽受力較大，對(duì)燕尾槽的加工要求較高，如燕尾槽加工有偏差，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品部位件脫模時(shí)卡死或燕尾槽開(kāi)裂，這是目前存在的弊端，我們會(huì)進(jìn)行更深入一步的研究，以減少此弊端帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王家慶，曹陽(yáng)根.塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

[2]張維合.注塑模具設(shè)計(jì)實(shí)用教程[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011.