文根保，熊利軍

1.中航工業(yè)航宇救生裝備有限公司 湖北襄陽 441000

2.湖北航宇精工科技有限公司 湖北襄陽 441022

1 序言

要使注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計正確無誤，就必須遵守模具設(shè)計的規(guī)則和程序。注射模結(jié)構(gòu)由注塑件的形體要素決定，因此模具設(shè)計前先要對注塑件的全部形體要素進行分析，準確找出決定模具結(jié)構(gòu)的注塑件形體要素。再針對所有找到的注塑件形體要素，尋找對應(yīng)的模具結(jié)構(gòu)措施，通過協(xié)調(diào)這些措施給出注射模結(jié)構(gòu)的可行性方案。然后驗證所提取的注塑件形體要素是否正確、有無遺漏，并檢查模具結(jié)構(gòu)方案是否能夠解決注塑件形體要素所提出的問題。注塑件形體要素和模具結(jié)構(gòu)方案的分析均正確無誤后，才能進行模具結(jié)構(gòu)的造型和設(shè)計，確保模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的正確性。

2 左、右外手柄體形體要素可行性分析

手柄體材料為65%PC＋ABS的塑料，其收縮率為0.6%。對右外手柄體形體要素可行性分析如下。

（1）型孔和圓柱體要素 如圖1的A—A剖視圖所示，右外手柄體上存在著φ1.7mm×6.5mm的型孔要素和φ4.9mm×6.5mm圓柱體要素。

（ 2 ） 凹 槽 要 素 如 圖1 的A—A剖 視圖所示， 右外手柄體上的首尾端存在的要素有2.5 m m×2.4 m m×0.9 m m×4.8 m m的凹槽①、5.9 m m×1 0.5 m m 的凹槽②、2×2.5 m m×2.5 m m×2 0.7 m m 的凹槽③和1.8mm×27.1mm的凹槽④。

（3）凸臺要素 如圖1的B—B、C—C、D—D和E—E剖視圖所示，右外手柄體上中部存在的要素有0.5mm×0.8mm的凸臺①、0.5mm×0.8mm與1mm×1mm×45.1°的凸臺②和0.5mm×0.8mm的凸臺③，并且這3處凸臺要素在右外手柄體型槽內(nèi)對稱分布。

（4）弓形高障礙體要素 如圖1的B—B、C—C、D—D和E—E剖視圖所示，右外手柄體上存在2×Rmm弓形高障礙體要素。

（5）外觀與批量要素 如圖2所示，左、右外手柄體的外形是人們開轎車門時手直接接觸到的型面，故外形上不能存在任何模具痕跡。轎車有4扇門，左、右外手柄體生產(chǎn)時批量非常大，要求模具結(jié)構(gòu)能夠全自動成形加工。

圖1 右外手柄體二維結(jié)構(gòu)

圖2 右外手柄體三維造型

3 左、右外手柄體注射模結(jié)構(gòu)方案可行性分析

外手柄體左、右各一件，要求模具為一模二腔。注射模結(jié)構(gòu)必須針對左、右外手柄體形體要素來制訂方案，找到能夠解決每項形體要素的措施。

（1）解決型孔和圓柱體要素的措施 如圖3b所示，針對左、右外手柄體上存在的型孔和圓柱體要素，可在動模鑲嵌件上安裝成形φ1.7mm×6.5mm型孔的型芯。而成形φ4.9mm×6.5mm圓柱體則需要在動模鑲嵌件上加工出能夠成形該圓柱體的型孔。利用定、動模的分型面Ⅰ—Ⅰ可實現(xiàn)型孔和圓柱體的抽芯，利用分型面Ⅰ—Ⅰ的閉合和熔體充?？蓪崿F(xiàn)型孔和圓柱體的成形。

（2）解決凹槽要素的措施 對于左、右外手柄體上的凹槽要素，凹槽①、凹槽②和凹槽③要素可分別采用3處斜推桿內(nèi)抽芯機構(gòu)來實現(xiàn)這3個凹槽要素的抽芯和左、右外手柄體的脫模動作，如圖3b的首尾端箭頭所示。凹槽④要素可采用斜導(dǎo)柱滑塊抽芯機構(gòu)，如圖3c的首部箭頭所示。

（3）解決凸臺要素的措施 左、右外手柄體上的3處凸臺要素對稱分布于左、右外手柄體型槽內(nèi)中部，可采用3組對稱結(jié)構(gòu)的斜推桿內(nèi)抽芯機構(gòu)，如圖3a和圖3b的中部箭頭所示。

（4）解決弓形高障礙體要素的措施 左、右外手柄體上2×Rmm的弓形高障礙體要素，可采用分型面Ⅰ—Ⅰ來避免弓形高障礙體要素對左、右外手柄體脫模的阻擋作用。

（5）解決外觀與批量要素的措施 為了防止痕跡扎手，左、右外手柄體外表面上不允許存在各種模具結(jié)構(gòu)的成形與加工痕跡，分型面Ⅰ—Ⅰ也不允許出現(xiàn)模具結(jié)構(gòu)痕跡。對于批量要素而言，采用模具一模二腔可以實現(xiàn)左、右外手柄體同時成形加工及成形加工的自動化。

圖3 右外手柄體注射模結(jié)構(gòu)方案分析

4 左、右外手柄體注射模內(nèi)外抽芯機構(gòu)的設(shè)計

左、右外手柄體存在著5處4種凹槽要素、6處3種凸臺要素、1處型孔要素和1處圓柱體要素，因此，注射模存在1處斜導(dǎo)柱滑塊外抽芯機構(gòu)、10處斜推桿內(nèi)抽芯機構(gòu)和1處動模垂直型芯鑲嵌件。

4.1 左、右外手柄體中部的注射模內(nèi)抽芯機構(gòu)的設(shè)計

左、右外手柄體型腔中部存在6處3種對稱的凸臺要素，因此，注射模結(jié)構(gòu)需要采用6處3種對稱的斜推桿內(nèi)抽芯機構(gòu)來完成對凸臺要素的成形型芯的抽芯和脫模動作。左、右外手柄體中部凸臺③要素斜推桿內(nèi)抽芯機構(gòu)的設(shè)計如圖4所示。

1）左、右外手柄體中部凸臺③要素的斜推桿內(nèi)抽芯機構(gòu)處于合模狀態(tài)。如圖4a所示，當(dāng)分型面Ⅰ—Ⅰ閉合時，脫模機構(gòu)在注射模彈簧和回程桿的作用下可以回復(fù)到初始位置，此時斜推桿9、10在滑槽塊11、12的帶動下，上端沿動模鑲嵌件4的斜槽分別向左向右和向下移動，斜推桿9、10下端可在滑槽塊11、12的T形槽中滑動。當(dāng)塑料熔體填充了模腔，即可成形左、右外手柄體的凸臺③要素。

2）左、右外手柄體中部凸臺③要素的斜推桿內(nèi)抽芯機構(gòu)處于開模狀態(tài)。如圖4b所示，當(dāng)分型面Ⅰ—Ⅰ開啟時，左、右外手柄體外形被打開，有利于左、右外手柄體脫模。

圖4 左、右外手柄體中部凸臺③要素斜推桿內(nèi)抽芯機構(gòu)設(shè)計1—推件板 2—安裝板 3—動模板 4—動模鑲嵌件5—定模鑲嵌件 6—定模板 7—定模墊板 8—右外手柄體9、10—斜推桿 11、12—滑槽塊

3）左、右外手柄體中部凸臺③要素的斜推桿內(nèi)抽芯機構(gòu)處于脫模狀態(tài)。如圖4c所示，當(dāng)注射機頂桿作用于推件板1時，推件板1推動著安裝板2和滑槽塊11、12向上移動。斜推桿9、10上端在動模鑲嵌件4的斜槽向上移動的同時，可作向左向右的內(nèi)抽芯兼脫模運動，斜推桿9、10下端可在滑槽塊11、12的T形槽中滑動。

其余兩處凸臺要素（凸臺①和凸臺②）的內(nèi)抽芯兼脫模動作與凸臺③要素相同。由于有眾多斜推桿的內(nèi)抽芯運動，使得斜推桿實現(xiàn)了對眾多凸臺要素內(nèi)抽芯運動，與此同時還實現(xiàn)了對左、右外手柄體的脫模運動，節(jié)省了許多頂桿。

4.2 左、右外手柄體注射模內(nèi)、外抽芯機構(gòu)的設(shè)計

左、右外手柄體首尾端存在著5處4種凹槽要素，外首端采用斜導(dǎo)柱滑塊外抽芯機構(gòu)，其余4處3種采用斜推桿內(nèi)抽芯兼脫模機構(gòu)。

（1）左、右外手柄體首端內(nèi)、外抽芯機構(gòu)處于合模狀態(tài) 如圖5a所示，左、右外手柄體外首端凹槽要素和內(nèi)首端凹槽要素，分別應(yīng)該采用斜導(dǎo)柱滑塊外抽芯機構(gòu)和斜推桿內(nèi)抽芯機構(gòu)。

1）凹槽要素抽芯機構(gòu)的合模狀態(tài)。分型面Ⅰ—Ⅰ閉合時，斜導(dǎo)柱9插入滑塊7的斜孔中，撥動滑塊7并迫使限位銷12壓縮彈簧13，完成滑塊7的復(fù)位運動。依靠定模板10上的斜面楔緊滑塊7上的墊鐵8，防止滑塊7在塑料熔體較大的注射力和保壓力作用下出現(xiàn)后移，造成左、右外手柄體外首端凹槽深度尺寸變小。

2）凹槽要素抽芯兼脫模機構(gòu)的合模狀態(tài)。分型面Ⅰ—Ⅰ閉合時，滑槽塊4在彈簧3和回程桿作用下可退回到初始位置。斜推桿5、20和21上端在滑槽塊4、23和24的T形槽中可向下與向左向右移動完成對凹槽③、凹槽②和凹槽①的復(fù)位運動。

（2）左、右外手柄體內(nèi)、外抽芯機構(gòu)處于開模狀態(tài) 如圖5b所示，分型面Ⅰ—Ⅰ開啟時，斜導(dǎo)柱9撥動滑塊7做向左的抽芯運動。當(dāng)滑塊7底面的半圓形坑處于限位銷12的位置上，限位銷12在彈簧13的作用下可鎖住滑塊7，以防滑塊7脫離動模板22。由于注射模脫模機構(gòu)保持不動，成形凹槽③、凹槽②和凹槽①的斜推桿5、20和21仍保持不動。

（3）左、右外手柄體內(nèi)、外抽芯機構(gòu)處于脫模狀態(tài) 如圖5c所示，注射模脫模機構(gòu)在注射機頂桿的作用下產(chǎn)生向上的移動。

1）左、右外手柄體內(nèi)首端凹槽③要素的抽芯兼脫模狀態(tài)。此時，滑槽塊4向上移動，使得斜推桿5上端在動模鑲嵌件16的斜槽中，一方面做向右的抽芯運動，另一方面做向上的脫模運動。斜推桿5下端會隨著滑槽塊4向上的移動在滑槽塊4的T形槽中滑動。

圖5 左、右外手柄體注射模內(nèi)、外抽芯機構(gòu)的設(shè)計1—脫模機構(gòu)導(dǎo)柱 2—脫模機構(gòu)導(dǎo)套 3、6、13—彈簧4、23、24—滑槽塊 5、20、21—斜推桿 7—滑塊8、29—墊鐵 9—斜導(dǎo)柱 10—定模板 11—定模墊板12—限位銷 14—螺塞 15—左、右外手柄體 16—動模鑲嵌件17—型芯 18—定模鑲嵌件 19—動模鑲件 22—動模板25—內(nèi)六角螺釘 26—推件板 27—安裝板 28—沉頭螺釘

2）左、右外手柄體尾端凹槽②要素的抽芯兼脫模狀態(tài)?；蹓K24向上移動，使得斜推桿21上端在動模鑲嵌件16的斜槽中，一方面做向左的抽芯運動，另一方面做向上的脫模運動。斜推桿21下端會隨著滑槽塊24向上的移動在T形槽中滑動。

3）左、右外手柄體尾端凹槽①要素的抽芯兼脫模狀態(tài)?；蹓K23向上移動，使得斜推桿20上端在動模鑲嵌件16的斜槽中，一方面做向左的抽芯運動，另一方面做向上的脫模運動。斜推桿20下端會隨著滑槽塊23向上的移動在滑槽塊23的T形槽中滑動。

（4）型孔與與圓柱體的成型與抽芯 如圖5所示，成形φ1.7mm×6.5mm型孔要素的型芯17，成形圓柱體在動模鑲嵌件16加工的型孔中進行成形。二者均可利用分型面的閉合，注入塑料熔體來成形該孔和圓柱體，利用左、右外手柄體的脫模運動成形該型孔的型芯，并完成抽芯運動。

5 左、右外手柄體注射模定、動模型芯及分型面的設(shè)計

左、右外手柄體注射模定模型芯如圖6a所示，動模型芯如圖6b所示。左、右外手柄體注射模定、動模型芯的尺寸必須是左、右外手柄體的尺寸＋左、右外手柄體的尺寸×0.6%。脫模方向應(yīng)有1°30′的拔模斜度，定模型的型腔的外觀要求無模具結(jié)構(gòu)加工痕跡，粗糙度值R a為0.4mm，左、右外手柄體的分型面上不允許存在模具結(jié)構(gòu)的痕跡。

圖6 定、動模型芯造型

6 左、右外手柄體注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計

如圖7、圖8所示，左、右外手柄體注射模除了上述的1處斜導(dǎo)柱滑塊抽芯機構(gòu)和10處斜推桿抽芯機構(gòu)設(shè)計外，還具有模架、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、定模型腔、動模型芯、回程機構(gòu)、脫澆口冷凝料機構(gòu)和導(dǎo)向構(gòu)件的設(shè)計。

（1）模架 如圖7所示，模架是整副注射模各種機構(gòu)、系統(tǒng)及零部件的安裝基礎(chǔ)和平臺，其主要包括動模板14，定模墊板16，定模板18，推件板25，安裝板26，限位塊27，底板29，推件板導(dǎo)柱30，推件板導(dǎo)套31，彈簧32、52，脫模機構(gòu)導(dǎo)柱38，臺階螺釘39，拉料桿40，襯套41，澆口套42，定位圈43，內(nèi)六角螺釘48、49，回程桿53，導(dǎo)套50和導(dǎo)柱51。

（2）澆注系統(tǒng)與脫澆口冷凝料機構(gòu) 如圖7的B—B剖視圖和動模部分俯視圖所示，塑料熔體通過澆口套42中的主流道進入分流道，然后經(jīng)左、右外手柄體首端的分流道、澆口進入模具型腔。在主流道下方設(shè)置有拉料桿40，在兩側(cè)左、右外手柄體首端的分流道處各設(shè)置有1根拉料桿。分型面開啟時3根拉料桿可將主流道和定模型芯中的冷凝料拉出，在脫模機構(gòu)頂出時又可將動型芯中的冷凝料頂出。

（3）冷卻系統(tǒng) 如圖7的動模部分俯視圖和定模部分仰視圖所示，在動模板14、動模鑲嵌件15和定模板18、定模鑲嵌件17中加工出冷卻水通道，在通道的端頭安裝螺塞4和冷卻水接頭6，在上述兩件零件的通道對接處安裝O形密封圈5。這樣冷卻水便可從進水處的冷卻水接頭經(jīng)過通道從出水處的冷卻水接頭流出，從而將模具中的熱量帶走，起到降低模具溫度的作用。

（4）回程結(jié)構(gòu) 如圖7的D—D剖視圖所示，當(dāng)注射機頂桿退回時，施加在脫模機構(gòu)的外力消除后，推件板25、安裝板26、拉料桿40、回程桿53及滑槽塊13、23、24、44、45與斜推桿12、20、22、46、47等在彈簧回復(fù)的彈力作用下基本能復(fù)位。為了防止彈簧使用時間長失效導(dǎo)致脫模機構(gòu)無法實現(xiàn)最終復(fù)位，合模時使定模板18接觸回程桿53并推著脫模機構(gòu)準確復(fù)位。

（5）導(dǎo)向構(gòu)件 如圖7的D—D剖視圖所示，在動模板14上安裝有導(dǎo)柱51，在定模板18上安裝有導(dǎo)套50，通過4組導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合可以實現(xiàn)定、動模的定位和運動導(dǎo)向。如圖7的A—A剖視圖所示，在動模板14和底板29之間安裝4套推件板導(dǎo)柱，在推件板25和安裝板26上安裝推件板導(dǎo)套31，確保推件板25和安裝板26的定位和運動導(dǎo)向。脫模機構(gòu)導(dǎo)柱38又進一步確保推件板25和安裝板26運動的平穩(wěn)性。

圖7 左、右外手柄體注射模結(jié)構(gòu)2D設(shè)計1、28、48、49—內(nèi)六角螺釘 2—滑塊壓板 3、37—圓柱銷 4—螺塞 5—O形密封圈 6—冷卻水接頭 7—沉頭螺釘 8、35—墊鐵9、32、34、52—彈簧 10—斜導(dǎo)柱 11—滑塊 12、20、22、46、47—斜推桿 13、23、24、44、45—滑槽塊 14—動模板15—動模鑲嵌件 16—定模墊板 17—定模鑲嵌件 18—定模板 19—動模型芯 21—動模嵌件 25—推件板 26—安裝板 27—限位塊29—底板 30—推件板導(dǎo)柱 31—推件板導(dǎo)套 33—螺塞 36—限位銷 38—脫模機構(gòu)導(dǎo)柱 39—臺階螺釘 40—拉料桿 41—襯套42—澆口套 43—定位圈 50—導(dǎo)套 51—導(dǎo)柱 53—回程桿

圖8 左、右外手柄體注射模結(jié)構(gòu)3D設(shè)計

7 結(jié)束語

在模具設(shè)計前，由于對左、右外手柄體的形體要素進行了準確的可行性分析，所以沒有出現(xiàn)注塑件形體要素分析的遺漏和錯誤。而且針對注塑件形體要素分析的措施又十分準確，使得制訂的模具結(jié)構(gòu)方案合理，從而使得模具設(shè)計正確，左、右外手柄體的成形加工完全符合圖樣要求。