田科

(江西科技學院智能工程學院，南昌 330000 )

1 塑件

內環(huán)槽管接頭塑件如圖1所示，塑件用于機床上兩條油管的連接，使用12%玻纖(GF)改性尼龍66 (PA66)注射成型。塑件由4段管構成，分別為G1，G2，G3，G4。G1內徑最大，其內壁開設有一個整圈圓環(huán)凹槽，外壁上設置有2個卡腳。G2為圓弧彎管，弧度角為30o，G3為直管，此兩段管的截面外徑與G1截面外徑大小相同。G4為小直徑內襯直管，與G1直接連通。G2外壁設置有2個對稱插槽。G2，G3為G4的外部包圍殼，G3外壁側端設置有包殼，內壁設置有多個直筋。G4段一端露在外部，一端在G2和G3內部，其內壁管徑小于G1。

圖1 塑件

2 分型設置

塑件模具設計的難點在于塑件內、外的成型與脫模。脫模的難易與模腔的分型布局緊密相關[1–5]。使用P0作為模腔的主分型面，能最大程度地降低塑件脫模機構的設計難度，以及降低模具的結構復雜程度。使用P0作主分型面后，模腔的分型設置如圖2所示。在圖2中所示的分型中，模腔中的塑件采用臥式布局，使用主分型面P0對塑件外壁主體實施成型和脫模，使用兩個側端分型面P1和P2對塑件管道內壁從兩頭進行成型和脫模。設置單點冷流道側澆口進行澆注，澆口形式為矩形澆口，為保證熔體的流動性，縮短冷流道長度，主澆道使用熱流道進行供料。

圖2 分型設置

3 模具結構

3.1 模具結構設計

模具結構如圖3所示，模具為單腔無頂出結構形式兩板模。模架由定模座板1、定模板2、動模板13和動模座板12構成，使用4個導柱14進行導向。成型件由以下幾部分構成：內壁抽芯機構S1和S3的成型滑塊頭分別用于成型塑件G4，G1的內壁；型芯16、型腔6及滑塊抽芯機構S2的滑塊頭用于成型塑件的外壁。澆注使用圖2中所示的熱流道+冷流道澆注系統(tǒng)進行澆注。尺寸較大的成型件上開設?8 mm冷卻管道進行冷卻，這些成型件包括型芯16、型腔6及機構S1～S3的成型滑塊。塑件模具結構設計的最大難點在于塑件G1內壁中圓環(huán)凹槽的脫模，其次是G1和G3內壁的脫模，即塑件內壁兩頭的脫模，此兩頭的脫模分別使用機構S1、機構S3兩個復合抽芯機構實施脫模。塑件的完全脫模由機構S1來實施，因而，模具沒有設置專門的頂出脫模機構，相比于一般通用型兩板模，模具結構有較大的簡化。

圖3 模具結構

3.2 兩次四向抽芯機構(機構S3)

針對整圈內環(huán)凹槽，一般需要使用特殊的內收抽芯機構實施脫模[6–9]。機構S3為一種兩次四向抽芯機構[10–11]，如圖4所示，機構的組成件包括零件17～30。其兩次抽芯的作用是：第一次用于G1內壁圓環(huán)凹槽的4個方向的內收側抽芯脫模，第二次用于G1內壁的側抽芯脫模。

機構S3的工作原理為：如圖4a所示，脫模時，S3油缸26驅動中央型芯滑塊23向外抽芯時，中央型芯滑塊23和滑動中間板22分離，滑動中間板22將暫時停留在原位置上，中央型芯滑塊23上的中央部位安裝有S3中央型芯28，中央型芯滑塊23拉動S3中央型芯28驅動G1內壁圓環(huán)凹槽的四個成型件下分塊18、上分塊19、左分塊21和右分塊20同步內收抽芯，此為本機構的第一次抽芯動作，該動作實現(xiàn)了內壁四個方向的抽芯。圓環(huán)凹槽抽芯脫模完成后，S3油缸26驅動中央型芯滑塊23繼續(xù)向外運動時，中央型芯滑塊23將通過S3拉桿27帶動滑動中間板22及其上的零件同步移動，從而將G1內壁的所有成型件抽出內壁之外，此為S3機構的第二次抽芯動作，如圖4b所示。

圖4 機構S3結構

在第一次抽芯動作中，圓環(huán)凹槽內收抽芯機構的動作原理如圖5所示。彎管型芯17為G1內壁直管的成型件，下分塊18、上分塊19、左分塊21、右分塊20為圓環(huán)凹槽的成型件，其中下分塊18和上分塊19為一組，左分塊21和右分塊20為一組，下分塊18和上分塊19的下端通過兩個燕尾槽塊安裝在滑動中間板22上，而左分塊21和右分塊20通過其下端的T型槽直接安裝在滑動中間板22上，同樣，下分塊18與上分塊19的上端與彎管型芯17通過燕尾槽組合在一起，并能在該燕尾槽內滑動，左分塊21與右分塊20的上端與彎管型芯17通過T型槽結合在一起，并能在該T型槽內滑動；S3中央型芯28分別通過T型槽導軌T1和T2驅動第一組成型塊(下分塊18和上分塊19)和第二組成型塊(左分塊21和右分塊20)。因而，當穿過滑動中間板22的S3中央型芯28按F1向向下拉時，在滑動中間板22和彎管型芯17中間，四個成型塊(下分塊18、上分塊19、左分塊21、右分塊20)可以分別按X1，X2，Y1，Y2四個方向做內收抽芯移動，該內收抽芯移動能實現(xiàn)的前提是，T型槽導軌T1的斜角α大于T型槽導軌T2的斜角γ。T2的角度γ=3o，T1的角度α=5o，γ＜α，保證了S3中央型芯28驅動啟動時，第一組成型塊的內收速度大于第二組成型塊的內收速度，為第二組成型塊的內收運動讓出運動空間，不至于被卡死。

圖5 內收抽芯機構

3.3 側抽芯滑塊浮動頂出抽芯機構(機構S1)

塑件的脫模影響到機構的結構形式以及模具的整體結構設計[12–15]。因而，為簡化本塑件模具的整體結構，機構S1使用滑塊浮動頂出兩次脫模的結構形式，如圖6所示。機構S1的作用是：第一次脫模為機構S1將塑件從型芯16上頂起脫模，第二次脫模為油缸31驅動G2／G3的內壁成型型芯37、G4內壁成型型芯44從塑件中側向抽芯抽出，實現(xiàn)塑件的完全自動脫模。

機構S1的組成件包括零件31～44，機構的工作原理為，首先由安裝于S1滑塊座33兩側的兩個升舉油缸35將S1滑塊座33及其上的安裝零件全部舉起，從而G2／G3內壁型芯37和G4內壁型芯44將塑件從型芯16上頂起，實現(xiàn)第一次脫模；S1滑塊座33被舉起到一定位置后，由限位勾43在下端勾住模具動模板13，使其停止不動，而后，S1油缸31動作，拉動S1滑塊38帶動其上的G4內壁型芯44和G2／G3內壁型芯37從塑件中抽出，G4內壁型芯44和G2／G3內壁型芯37從塑件中抽出時，塑件被側成型塊36擋住而自行脫落，實現(xiàn)塑件的完全脫模。

3.4 斜導柱滑塊抽芯機構(機構S2)

機構S2用于塑件外壁卡腳和插槽的成型與脫模，其為常用斜導柱滑塊機構，其構成件包括零件45～48。

圖6 機構S1結構

圖7 機構S2結構

4 模具工作原理

模具安裝于注塑機上后，模腔注塑完成后，開模取件的工作原理如圖8所示：

①機構S2抽芯。注塑機動模板帶動模具動模在P0面打開，機構S1、機構S2和機構S3的鎖緊塊解除相應滑塊的鎖緊，機構S2的滑塊47完成側抽芯動作。

②機構S3抽芯。模具打開后，機構S3的S3油缸26動作，按F2向抽出，分2步完成S3機構的兩次抽芯脫模。

圖8 模具工作原理

③機構S1抽芯。機構S3抽芯完成后，機構S1的2個升舉油缸35先動作，按Z向頂出，而后油缸31動作，按F1向抽出，分2步完成2次抽芯脫模，從而實現(xiàn)塑件的自動脫模。

④復位。復位過程與開模過程相反。

5 結論

(1)設計了塑件一模一腔熱流道無頂出兩板注射模具，在模具中，不設置頂出機構以簡化模具結構。

(2)設計了兩種復合抽芯機構，實現(xiàn)了塑件復雜內壁的抽芯脫模，一個機構為兩次四向抽芯機構，一個機構為滑塊浮動頂出兩次脫模機構。在兩次四向抽芯機構中，先通過油缸帶動滑塊做第一次抽芯動作，完成管內壁圓環(huán)凹槽的四向抽芯脫模，而后，滑塊繼續(xù)抽芯，實現(xiàn)其余部分成型件的第二次側抽芯動作。在滑塊浮動頂出兩次脫模機構中，首先通過升舉油缸將滑塊機構浮動頂出，并實現(xiàn)塑件外壁在型芯上的第一次脫模，然后再通過側抽芯油缸將型芯從塑件內壁中抽出，實現(xiàn)第二次脫模，從而達到整個塑件自動脫模的目的。

(3)模腔分型及布局設置合理，有效簡化了塑件的脫模機構的設計，也降低了模具的設計難度和制造成本。