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        復合內(nèi)縮順序抽芯的應用

        2021-09-10 06:46:58譚永強
        機電工程技術(shù) 2021年3期
        關(guān)鍵詞:模具設(shè)計

        譚永強

        摘要:根據(jù)產(chǎn)品的特征結(jié)構(gòu),研發(fā)設(shè)計了復合內(nèi)縮順序抽芯,有效解決了因大行程抽芯導致局部膠位與頂出干涉問題。產(chǎn)品的特征影響產(chǎn)品的質(zhì)量,也決定模具結(jié)構(gòu)的類型和設(shè)計方向。在車燈產(chǎn)品裝配特征無法更改和模具空間受限的前提下,對模具內(nèi)縮結(jié)構(gòu)進行一系列分析,找到通過限位螺絲與彈簧配合的方法,得以實現(xiàn)不同運動行程的復合內(nèi)縮結(jié)構(gòu)的車燈產(chǎn)品注射成型。此復合內(nèi)縮可拓展應用于一些多段行程順序運動的結(jié)構(gòu),并且動作可靠,占用模具空間小,節(jié)省模具成本。

        關(guān)鍵詞:車燈模具;模具設(shè)計;復合內(nèi)縮;順序抽芯;行程

        中圖分類號:U463 文獻標志碼:A 文章編號:1009—9492(2021)03—0241—02

        0引言

        目前,隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,汽車已成為當代社會中人們不可缺少的一種重要交通工具。隨著人們的消費理念和追求不斷更新,汽車的質(zhì)量、外觀、性能也逐漸成為人們重要的選擇考慮因素。對于汽車,車燈就相當于眼睛,是汽車的外觀所在,因此車燈的款式層出不窮,并且對車燈的要求也越來越高,產(chǎn)品的質(zhì)量、外觀和光學都要有嚴格要求。車燈模具屬高端模具,對模具的設(shè)計、加工精度和注塑工藝等要求較高,因此車燈模具也是直接影響到車燈產(chǎn)品外觀質(zhì)量的重要因素。裝配柱是車燈裝配的常見固定方式,此柱子往往伴隨著搭接筋的形式連接在產(chǎn)品上,這樣可有效降低車燈外觀面的縮痕問題。面對產(chǎn)品這樣的特征,模具往往會設(shè)計滑塊或內(nèi)縮抽芯應對。此模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計能滿足該特征產(chǎn)品能順利注塑成型及脫模,使車燈產(chǎn)品得以保證其自身組裝和外觀的要求。

        1產(chǎn)品介紹與分析

        圖1所示為汽車尾燈三色襯框類產(chǎn)品,屬車燈外觀件。1色為透明PMMA料,2色為乳白PMMA料,3色為黑色PC料。

        眾所周知,任何組合件的產(chǎn)品都有自身的裝配結(jié)構(gòu),而BOSS柱是產(chǎn)品中的其中一種裝配結(jié)構(gòu)。一般對于透明產(chǎn)品,設(shè)計裝配結(jié)構(gòu)往往會避開外觀可見區(qū)域;而對于不透明產(chǎn)品,裝配結(jié)構(gòu)設(shè)計在任何位置均不可見。結(jié)構(gòu)位置雖可根據(jù)裝配要求自由設(shè)計,但BOSS柱卻不可直接設(shè)計在正對外觀面的后模面上,如圖2(a)所示,因為BOSS柱根部膠位一般較厚,注塑出來的產(chǎn)品此處對應的外觀面都會存在收縮問題,而此收縮也直接影響車燈產(chǎn)品的外觀及光照效果。故為了降低此外觀問題的風險,產(chǎn)品采用搭接筋的形式來優(yōu)化BOSS柱的裝配,如圖2(b)所示,避開柱子正對外觀面,而且搭接筋根部的厚度也適當作減小。

        2模具結(jié)構(gòu)分析

        圖2(a)的產(chǎn)品裝配形式尤為常見,但從模具的角度分析,BOSS柱的搭接式比直接式的結(jié)構(gòu)相對復雜,搭接式的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)在模具出模方向上是倒扣形式,模具上需設(shè)計滑塊、內(nèi)縮或斜頂?shù)冉Y(jié)構(gòu)相對應出模,則模具的復雜程度和成本也相對較高。

        2.1整體式內(nèi)縮分析

        根據(jù)圖3所示的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析,此BOSS柱搭接筋①位置和其下方的卡扣②均需設(shè)計內(nèi)縮出模,初步分析將這兩個特征設(shè)計在一個整體內(nèi)縮上,運動行程按①位置,最大倒扣行程為30mm設(shè)計。按照目前初步模具結(jié)構(gòu)來看,此內(nèi)縮結(jié)構(gòu)十分普遍。另外從頂出方向分析考慮,該位置的BOSS柱往往需要設(shè)計司筒頂出,此司筒剛好正對下方②位置,因此②位置的內(nèi)縮部分需考慮按行程來設(shè)計司筒避空槽,而司筒與②卡扣只有22 mm的距離,若設(shè)計整體內(nèi)縮按30 mm運動,內(nèi)縮上的②卡扣膠位則必然與司筒避空槽干涉??紤]到頂出方面的司筒不能取消設(shè)計,故需否定①、②位置的內(nèi)縮整體式設(shè)計。

        2.2分體式內(nèi)縮分析

        為保證②位置內(nèi)縮的膠位在運動出模不與司筒干涉,且滿足在內(nèi)縮上的司筒避空槽離膠位還有10 mm封膠距離,則②內(nèi)縮必須要滿足運動行程為12 mm才能足以保證。當分開單獨兩個內(nèi)縮設(shè)計,由于①和②的內(nèi)縮運動方向一致,且①位置的膠位倒扣范圍較大,①內(nèi)縮必需考慮設(shè)計水路冷卻,該內(nèi)縮占用模具空間必然也會較大。因模具空間及強度考慮,②位置的內(nèi)縮必須與①內(nèi)縮共用撐機,運動方向一致,故②內(nèi)縮必然難以滿足單獨的運動行程,因此否定分體式內(nèi)縮的設(shè)計方案。

        2.3順序內(nèi)縮分析

        考慮到①和②只有運動行程不一才能滿足不干涉狀態(tài),則打算將②內(nèi)縮單獨嵌入①內(nèi)縮中,將此②內(nèi)縮設(shè)計成延時運動,待①內(nèi)縮運動到18 mm后,再讓②內(nèi)縮與①內(nèi)縮同步運動12 mm。從這樣的運動角度考慮出發(fā),對內(nèi)縮內(nèi)部進行詳細地剖解設(shè)計。以往與延時類相關(guān)應用零件有彈簧、拉鉤等,因結(jié)構(gòu)空間限制,只能采用彈簧作延時零件,另外采用山打螺絲作為拉桿和限位,并與彈簧配合使用,使②內(nèi)縮實現(xiàn)延時和小行程運動。另外將②內(nèi)縮嵌入①內(nèi)縮的部分設(shè)計為直身作為導向,再結(jié)合山打螺絲作為雙重導向,使此②內(nèi)縮后續(xù)的運動更為穩(wěn)定。因此初步判定該產(chǎn)品的①和②位置采用此順序抽芯的方案較為合理、可行,如圖4所示。

        3順序抽芯的設(shè)計及工作原理

        3.1復合內(nèi)縮設(shè)計原理

        復合內(nèi)縮模具動模裝配如圖5所示。T型塊1固定在內(nèi)縮1上,并在撐機T槽上作導向滑動,而撐機通過螺絲緊固在C板上。T型塊2固定在底座上,卻在內(nèi)縮1上作導向滑動,而底座通過螺絲緊固在B板上。通過山打螺絲將內(nèi)縮2固定在內(nèi)縮1上,而山打螺絲杯頭與內(nèi)縮1的開槽保留18mm的延時避空行程,再在內(nèi)縮2上設(shè)計彈簧,使內(nèi)縮2與內(nèi)縮1在運動過程中保持18 mm的相對運動,實現(xiàn)內(nèi)縮與司筒頂出在不干涉狀態(tài)下產(chǎn)品能順利成型取件。

        3.2模具工作原理

        由圖5可知,模具開模時,B板在與A板拉鉤和與c板彈簧的作用力下彈開,使A板與B板仍處于閉合狀態(tài),此時B板與c板先打開,內(nèi)縮1通過T型塊1受到撐機以及T型塊2的作用力牽引下,分別在撐機和T型塊2的導軌上相對運動,而內(nèi)縮1相對產(chǎn)品按箭頭方向運動,進行脫扣出模。內(nèi)縮1開始運動18mm這段行程中,內(nèi)縮2受到彈簧的作用力下,始終相對產(chǎn)品保持靜止狀態(tài);然后內(nèi)縮1運動最后12mm這段行程,通過內(nèi)縮1對山打螺絲杯頭的限制拉動作用下,使內(nèi)縮2與內(nèi)縮1同步運動12mm來實現(xiàn)完全脫離產(chǎn)品所有倒扣的膠位;內(nèi)縮運動完成的同時,B板與c板也完成彈開過程,此時,拉鉤脫離,A板與B板也同步打開分離,開模到一定距離后,通過頂出系統(tǒng)將產(chǎn)品頂出,取件。

        模具合模時,頂出系統(tǒng)先復位,然后A板與B板閉合,B板隨后通過定模的閉合受力復位過程中,內(nèi)縮1受到B板、撐機和T型塊2的作用力下,與內(nèi)縮2同步運動12mm(內(nèi)縮2受到彈簧力的作用下),此時內(nèi)縮2已完全復位;最后內(nèi)縮1再繼續(xù)完成剩余18 mm的復位,此時模具完成合模狀態(tài)。

        此結(jié)構(gòu)運動可劃分為順序性運動。第一步:行程大的大內(nèi)抽先運動一定行程,內(nèi)抽鑲件始終保持靜止;第二步:行程小的內(nèi)抽鑲件與大內(nèi)抽同步運動最后剩下的行程。

        復合內(nèi)縮順序抽芯在實際應用中具有如下優(yōu)點:

        (1)可有效解決不同行程的扣位;

        (2)結(jié)構(gòu)動作可靠,占用模具空間小,節(jié)省模具成本;

        (3)機械式運動,沒有油缸驅(qū)動帶來的一系列風險問題;

        (4)拆卸及維護簡單、方便。

        4結(jié)束語

        結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是模具當中的重要核心部分,也是衡量模具設(shè)計、生產(chǎn)技術(shù)水平高低的一項標準,并且直接影響模具壽命的指標。本文經(jīng)探索了解,這種復合內(nèi)抽順序抽芯的構(gòu)思在考慮抽芯行程不同的情況下顯得很有效,并且在模具空間受限的情況下也可考慮這種做法,能使倒扣行程不同的產(chǎn)品順利、安全脫模。而此結(jié)構(gòu)在產(chǎn)品量產(chǎn)中也證明了這一點,可見這種復合內(nèi)抽順序抽芯的設(shè)計和應用是行之有效的,也可為今后模具上有關(guān)類似結(jié)構(gòu)設(shè)計提供借鑒作用。

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