張少飛

東江模具（深圳）有限公司（廣東深圳 518132）

1 引言

多型腔注射模在小型塑件中運(yùn)用的非常廣泛，但對于大型塑件的一模多穴注射成型應(yīng)用不是很多。如果大型塑件按普通多型腔注射模的方案設(shè)計(jì)，則模具尺寸偏大，注塑機(jī)的鎖模力增大，需要大型的注塑機(jī)配套模具生產(chǎn)，導(dǎo)致企業(yè)生產(chǎn)成本偏高，降低企業(yè)的競爭力。因此，疊層注射模的應(yīng)用在大型塑件中逐漸成為一種趨勢。本文通過一款洗碗機(jī)托盤的案例來分享一模兩腔疊層注射模設(shè)計(jì)的案例。

2 塑件分析

圖1 所示為一款家用洗碗機(jī)內(nèi)部的一個托盤塑件，材料為PP塑料，外形尺寸為692×595×53mm，平均壁厚3.0mm，模具要求1模2腔。

圖1 洗碗機(jī)托盤塑件圖

3 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 設(shè)計(jì)前分析

根據(jù)該塑件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，塑件的倒扣部位可以采用常用的模具結(jié)構(gòu)斜頂及滑塊成型，本文不作重點(diǎn)介紹。疊層模具設(shè)計(jì)的一個關(guān)鍵點(diǎn)是澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。疊層模具的射膠過程是注塑機(jī)的射嘴先將膠料注射到模具中間部位，然后分別再射向兩側(cè)的型腔。疊層模具的另一個特點(diǎn)是同一副模有兩個分型面，且在模具開模的同時兩個分型面同時打開。

3.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是疊層注射模設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素，在模具設(shè)計(jì)前，先要確定好塑件的進(jìn)膠方式及位置。疊層注射模的核心設(shè)計(jì)是熱流道及澆口的設(shè)計(jì)。為了簡化模具的熱流道系統(tǒng)設(shè)計(jì)及制造，縮短模具注射成型周期，提高注射生產(chǎn)效率，該模具選擇在帶有中間射嘴的注塑機(jī)生產(chǎn)。該塑件平局壁厚為3mm，由于中間熱流道系統(tǒng)中間有連接注塑機(jī)射嘴的主射嘴，綜合考慮塑件要求，決定采用每個塑件4點(diǎn)閥針澆口進(jìn)膠，從塑件的一端進(jìn)澆。由于此塑件外觀要求比較高，不適宜在塑件的外觀面設(shè)置進(jìn)澆口，固將澆口設(shè)置在塑件頂出的同一側(cè)。圖2為塑件的澆口圖。

圖2 塑件澆口圖

圖3為整副疊層模具的熱流道系統(tǒng)圖。注塑機(jī)射嘴通過熱流道系統(tǒng)中的主射嘴，將膠料射到分流板中，再通過噴嘴分別將膠料射入兩側(cè)的型腔中進(jìn)行注射成型。噴嘴采用閥針結(jié)構(gòu)控制膠料的射膠與閉合，同時注塑機(jī)通過電磁閥來控制這些閥針的開閉順序進(jìn)行塑件的注射成型。

3.3 分型面同步開模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

疊層模具中分型面同步開模結(jié)構(gòu)比較多，但基本上都是利用齒輪、齒條組合來實(shí)現(xiàn)兩半模具同時開模的動作。圖4為安裝在模具中間部位同步開模具結(jié)構(gòu)圖，該結(jié)構(gòu)利用一個齒輪帶動兩個齒條實(shí)現(xiàn)模具兩個分型面的同步開模。

圖3 熱流道系統(tǒng)圖

圖4 安裝在模具中間部位同步開模具結(jié)構(gòu)

圖5為安裝在模具上下不同位置的同步開模具結(jié)構(gòu)圖，該結(jié)構(gòu)的兩半模具分別利用獨(dú)立的齒輪、齒條實(shí)現(xiàn)模具兩個分型面的同步開模。

圖5 安裝在模具上下不同位置的同步開模具結(jié)構(gòu)

圖6 為安裝在模具內(nèi)部的內(nèi)置同步開模具結(jié)構(gòu)圖，該結(jié)構(gòu)利用在模具導(dǎo)柱上加工齒槽，與中間齒輪配合，實(shí)現(xiàn)模具兩個分型面的同步開模。本副模具就是采用圖6這種同步分型開模結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：通過在模具導(dǎo)柱上加工齒槽與中間的齒輪配合，每副模具采用4組同步分型開模結(jié)構(gòu)，可以節(jié)約模具的空間，增大開模力，減少齒輪的受力，提高模具動作的穩(wěn)定性；結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)：導(dǎo)柱比較長，加工容易變形，在導(dǎo)柱上加工齒槽難度比較大。

圖6 內(nèi)置同步開模具結(jié)構(gòu)圖

3.4 塑件其它主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）滑塊結(jié)構(gòu)。

圖1 中E 處放大視圖，塑件中該區(qū)域的倒扣深度為34mm，長度為595mm。在該模具中設(shè)計(jì)一個大滑塊結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)該區(qū)域的倒扣脫模，滑塊結(jié)構(gòu)如圖7 所示。模具開模過程中，通過安裝在定模的斜導(dǎo)柱帶動滑塊移動S1距離，完成滑塊的抽芯動作，如圖8所示。

圖7 滑塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

（2）斜頂結(jié)構(gòu)。

圖1 中的F 處放大視圖，塑件中該區(qū)域的倒扣深度為16mm，高度為13mm。在該模具中設(shè)計(jì)斜頂結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)該區(qū)域的倒扣脫模，斜頂結(jié)構(gòu)如圖9所示。斜頂在頂出塑件的同時相對塑件移動S2距離完成斜頂?shù)某樾緞幼?，如圖10所示。

圖8 滑塊抽芯狀態(tài)圖

圖9 斜頂結(jié)構(gòu)圖

圖10 斜頂抽芯狀態(tài)圖

4 主要模具結(jié)構(gòu)圖

圖11 及圖12 為該疊層模具的主要結(jié)構(gòu)圖，圖13為該副模具的同步開模結(jié)構(gòu)圖，圖14 為整副模具結(jié)構(gòu)圖。

模具安裝完成后，注塑機(jī)射嘴對接模具的主射嘴（見圖11 中G 及圖14），塑料通過分流板及噴嘴進(jìn)入模具型腔成型。注射成型完成后，注塑機(jī)帶動模具動模部件打開模具。模具打開的同時，通過固定在動模固定板內(nèi)的動模導(dǎo)柱帶動安裝在模具熱流道框板內(nèi)的齒輪，與定模導(dǎo)柱一起作用，使得模具分別在分型I及分型II 的兩個分型面處同時進(jìn)行開模動作。最后通過油缸推動頂針板、頂針托板，再通過頂針、斜頂、推塊、頂桿將塑件頂出動模型芯，機(jī)械手取走塑件，完成一次注射成型。

圖11 模具結(jié)構(gòu)圖Ⅰ

圖12 模具結(jié)構(gòu)圖Ⅱ

圖13 同步開模結(jié)構(gòu)圖

圖14 整副模具結(jié)構(gòu)圖

5 結(jié)束語

該副疊層模具最終在1,000t 注塑機(jī)上生產(chǎn)，該注塑機(jī)配有中間移動射嘴。模具注射周期為45s，一個注射周期內(nèi)生產(chǎn)2個洗碗機(jī)托盤塑件，成功地解決了在相對較小的注塑機(jī)上生產(chǎn)多型腔塑件，大大地降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率，獲得較大的收益。對于產(chǎn)量大且塑件尺寸比較大的塑件，采用這種疊層模具的設(shè)計(jì)及生產(chǎn)是提高生產(chǎn)效率，降低注射成本的有效方案，值得借鑒和推廣。