張先瑞

（青島豪江電子，山東青島266000）

1 引言

注射模設(shè)計(jì)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到一些深腔類塑件底部帶倒扣的情況。這種塑件按照傳統(tǒng)方法設(shè)計(jì)斜頂存在以下兩個(gè)問(wèn)題；第一，斜頂長(zhǎng)度太長(zhǎng)，量產(chǎn)過(guò)程中容易彎曲或折斷；第二，斜頂布局空間不足，沿倒扣方向運(yùn)動(dòng)空間不足。以上問(wèn)題使得此類塑件無(wú)法出模或降低模具壽命。本文作者根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)總結(jié)設(shè)計(jì)了一套直頂旋轉(zhuǎn)脫倒扣的機(jī)構(gòu)，巧妙的利用導(dǎo)軌控制頂出桿做直頂、旋轉(zhuǎn)、直頂動(dòng)作，從而解決了細(xì)長(zhǎng)斜頂受力易斷的問(wèn)題。該套結(jié)構(gòu)在量產(chǎn)模具中可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定高效生產(chǎn)，明顯降低模具的維修成本。

2 塑件結(jié)構(gòu)分析

圖1所示洗碗機(jī)內(nèi)膽，塑件材質(zhì)為PP-TD20，底部有3處卡扣結(jié)構(gòu)用來(lái)固定電控元件，因塑件要求密封不漏水所以無(wú)法通過(guò)開(kāi)通對(duì)插出模，只能通過(guò)動(dòng)模設(shè)計(jì)出模機(jī)構(gòu)?？劢Y(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖1 洗碗機(jī)內(nèi)膽

圖2 卡扣結(jié)構(gòu)

根據(jù)圖2分析，塑件高度313mm，底部3處卡扣空間緊湊不具備做斜頂?shù)囊?。此位置出模必須采取特殊結(jié)構(gòu)。

3 旋轉(zhuǎn)頂出結(jié)構(gòu)的組成部分及作用

整套機(jī)構(gòu)主要包括以下4大模塊，圖3為機(jī)構(gòu)整體裝配圖。

圖3 旋轉(zhuǎn)頂出機(jī)構(gòu)

（1）成型部分：這部分主要由參與頂出的頂塊頭及固定件組成；主要作用是參與成型塑件卡扣形狀。

（2）頂出部分：這部分主要由單根頂出圓桿組成直徑φ25mm。主要作用是連接頂塊頭及固定座，傳導(dǎo)頂出力。

（3）旋轉(zhuǎn)固定座部分：旋轉(zhuǎn)部分主要是由固定在模具頂出板上的固定座組成。其中固定座包含推力軸承、保持套、連接軸以及固定螺絲等。

（4）旋轉(zhuǎn)控制部分：這一部分主要是由旋轉(zhuǎn)控制導(dǎo)軌及導(dǎo)向軸承組成；主要作用是控制頂出圓桿的動(dòng)作方向。

4 成型部分頂塊頭設(shè)計(jì)

根據(jù)塑件形狀分析，塑件3個(gè)卡扣呈圓形120°均勻分布，頂塊形狀可設(shè)計(jì)成圓柱側(cè)面拔5°拆穿斜度。設(shè)計(jì)好頂塊形狀后需要通過(guò)3D軟件旋轉(zhuǎn)模擬確定旋轉(zhuǎn)角度。本塑件經(jīng)分析后旋轉(zhuǎn)25°可滿足倒扣脫離頂塊2mm的安全距離。圖4、圖5分別為旋轉(zhuǎn)之前和旋轉(zhuǎn)之后頂塊相對(duì)塑件的位置圖。頂塊材質(zhì)選擇2738材料，硬度280～330HB。

圖4 旋轉(zhuǎn)前頂塊與塑件位置

圖5 旋轉(zhuǎn)后頂塊與塑件位置

5 頂出部分設(shè)計(jì)

頂出部分是由一根直徑φ25mm長(zhǎng)度815mm的圓桿構(gòu)成，圓桿兩端攻牙分別與頂塊和固定座連接。由于此頂塊是單桿頂出，所以在頂出桿兩端分別需要設(shè)計(jì)止轉(zhuǎn)面，防止螺絲松動(dòng)頂塊轉(zhuǎn)動(dòng)。頂塊桿側(cè)面旋轉(zhuǎn)導(dǎo)軌位置需要設(shè)計(jì)M6mm螺釘，用來(lái)固定旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向軸承。頂出圓桿的材質(zhì)選擇SUJ2，淬火處理。此處需要注意，在熱處理之前要將所有螺紋孔加工到位避免熱處理后無(wú)法攻牙。頂出圓桿結(jié)構(gòu)如圖6所示。

圖6 圓頂桿結(jié)構(gòu)

6 旋轉(zhuǎn)固定座設(shè)計(jì)

旋轉(zhuǎn)固定座固定在模具頂出板上隨頂出同步動(dòng)作；該固定座是由推力軸承、連接軸、軸承支撐套、固定座本體、蓋板等部件組裝而成。該機(jī)構(gòu)上端連接頂出桿，通過(guò)螺絲固定，因頂出時(shí)軸向受力所以該機(jī)構(gòu)的兩個(gè)軸承選用圓柱推力軸承型號(hào)選擇“GB273.1-87-圓錐滾子軸承-7305”。圖7所示為該結(jié)構(gòu)的裝配圖與爆炸圖。

圖7 旋轉(zhuǎn)固定座結(jié)構(gòu)

7 旋轉(zhuǎn)控制導(dǎo)軌設(shè)計(jì)

機(jī)加工該控制導(dǎo)軌設(shè)計(jì)成兩段，裝入模具后模板整體拼接成完整導(dǎo)軌。導(dǎo)軌材質(zhì)選擇P20氮化處理以增加導(dǎo)軌表面的耐磨性。固定在頂出桿上的導(dǎo)向軸承沿著導(dǎo)軌槽移動(dòng)，導(dǎo)軌槽寬度要比軸承直徑單邊大0.2mm。根據(jù)上述頂塊頭設(shè)計(jì)要求，該導(dǎo)軌需要控制頂出桿完成直段頂出28mm→旋轉(zhuǎn)25°→直段頂出90mm，3個(gè)動(dòng)作，因此整個(gè)導(dǎo)軌分為3段設(shè)計(jì)。其中第一段是直頂段是為了給頂塊的旋轉(zhuǎn)讓出空間，第二段旋轉(zhuǎn)段是使頂塊頭旋轉(zhuǎn)一定角度脫出倒扣，第三段直頂段是配合頂出使塑件脫離后模型芯完成頂出動(dòng)作。旋轉(zhuǎn)導(dǎo)軌裝配圖如圖8所示。

圖8 旋轉(zhuǎn)導(dǎo)軌裝配圖

8 旋轉(zhuǎn)頂出機(jī)構(gòu)在模具上的裝配順序

該機(jī)構(gòu)在模具上安裝按照如下步驟進(jìn)行。第一步將導(dǎo)向軸承用M6mm螺釘固定在頂出桿上，注意軸承內(nèi)外側(cè)加平墊；第二步將兩塊導(dǎo)軌研配后裝入模具后模板并用螺釘固定在后模板上；第三部將頂出圓桿裝入旋轉(zhuǎn)導(dǎo)軌中；第四步將頂塊頭與頂出桿用螺釘固定裝配，注意需要加彈簧墊防松，螺釘沉臺(tái)位置需要用密封螺釘擰緊并用銅片或鋁片將密封螺釘?shù)牟鹧b槽堵住磨平；第五步將固定座裝在模具頂出板上，頂出圓桿與固定座中的連接軸用螺釘固定連接。完成以上五步即安裝完成，需要注意，為了方便拆裝機(jī)構(gòu)，模具底板需要在固定座位置挖孔，方便固定座拆裝。

9 該機(jī)構(gòu)在模具中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)分析

以此洗碗機(jī)內(nèi)膽模具來(lái)計(jì)算，傳統(tǒng)斜頂方式約2萬(wàn)件需更換一次斜頂，3根斜頂制造價(jià)格約3，000元，模具拆裝費(fèi)用約3，000元。使用此機(jī)構(gòu)替代斜頂模具僅需要正常的保養(yǎng)維護(hù)，沒(méi)有易損耗材費(fèi)用。產(chǎn)量20萬(wàn)件計(jì)算每套模具維護(hù)費(fèi)用約減少6萬(wàn)元費(fèi)用。整個(gè)模具生命周期（50萬(wàn)模）約減少維護(hù)費(fèi)用15萬(wàn)元。此外該機(jī)構(gòu)還避免了斜頂折斷擠傷模具的風(fēng)險(xiǎn)。

10 結(jié)論

深腔類模具采用旋轉(zhuǎn)頂出脫倒扣的方式結(jié)構(gòu)可靠，動(dòng)作穩(wěn)定。該旋轉(zhuǎn)頂出結(jié)構(gòu)可代替細(xì)長(zhǎng)斜頂脫倒扣，避免頻繁斷斜頂?shù)膯?wèn)題。本設(shè)計(jì)可為其它同類塑件的出模提供參考。