高俊麗，文根保

（中國(guó)航空工業(yè)航宇救生裝備有限公司，湖北襄陽(yáng) 441000）

1 引言

對(duì)于多型腔腰柱形滑塊注射模的設(shè)計(jì)，除了需要進(jìn)行腰柱形滑塊的形體要素和模具結(jié)構(gòu)方案可行性分析之外，還必須進(jìn)行缺陷預(yù)期的模具結(jié)構(gòu)最終方案可行性分析。只有當(dāng)注射模結(jié)構(gòu)方案滿足了塑件形體要素成型要求，又不會(huì)產(chǎn)生成型的缺陷而造成塑件和注射模不合格時(shí)，才能進(jìn)行注射模的設(shè)計(jì)。

2 腰柱形滑塊的形體要素分析和缺陷預(yù)期分析

在腰柱形滑塊注射模結(jié)構(gòu)方案可行性分析之前，必須先要進(jìn)行形體要素分析和缺陷預(yù)期分析。因?yàn)樽⑸淠＝Y(jié)構(gòu)方案是取決于塑件形體要素，而塑件產(chǎn)生的缺陷，又必須以預(yù)防為主，整治為輔，否則，模具需要反復(fù)地試模和修模。

（1）形體要素分析。腰柱形滑塊形體分析和分型面Ⅰ-Ⅰ，如圖1a所示，腰柱形滑塊三維造型，如圖1b所示。腰柱形滑塊形體上存在著與開(kāi)閉模方向垂直的9.8×3×2×R×（17.8-3.6）mm的弓形高障礙體要素[1]；存在著與開(kāi)閉模方向垂直的7.8×3×2×R×14.6mm和4×3×2×R×（15.8-14.6）mm型孔要素；存在著平行開(kāi)閉模方向2.6×0.8×37.4°×1.4×2.5mm 凸臺(tái)要素和2×2×1.5×28.9mm、2×R1.3×28.9mm、R23.6×2×14.9mm 及R26.6×（28.9-14.9）mm 的凹槽要素，材料為ABS+30%PC，收縮率為0.3%~0.6%。

（2）缺陷預(yù)期分析。如圖1a 所示，由于側(cè)向澆口K2設(shè)置在分型面Ⅰ-Ⅰ處，塑料熔體分別從側(cè)向澆口K2進(jìn)入模具動(dòng)、定模腔，即分別向下和向上進(jìn)行模腔的填充。塑料熔體向下充模時(shí)是從模腔的底層由下而上進(jìn)行，型腔中的氣體被塑料熔體向上擠壓后，可以從分型面Ⅰ-Ⅰ處完全排出。再者也可在腰柱形滑塊底面A 處設(shè)置脫件板，可以利用脫件板與模具定、動(dòng)模型腔之間配合間隙排出氣體。如此，分型面Ⅰ-Ⅰ下模部分不會(huì)出現(xiàn)填充不足和氣泡等缺陷。

圖1 腰柱形滑塊形體要素分析

塑料熔體向上填充則不同了，塑料熔體也是自下而上進(jìn)行填充，型腔的氣體被擠壓到封閉的模腔上層無(wú)法排出而形成氣泡和填充不足。氣體在塑料熔體注射和保壓壓力的壓迫下會(huì)從某處噴射而出，由于氣體在壓縮過(guò)程中產(chǎn)生了高溫，使得塑料出現(xiàn)過(guò)熱而失去其機(jī)械性能。再者塑料熔體在自下而上填充過(guò)程中，塑料熔體前鋒溫度是逐層降低可能形成的冷凝分子團(tuán)，冷凝分子團(tuán)撒布在塑料熔體填充的行程中而成為流痕和銀絲等缺陷。為了解決分型面Ⅰ-Ⅰ定模型芯上面腰柱形滑塊部位的缺陷，可在注射模分型面Ⅰ-Ⅰ側(cè)向澆口K2對(duì)稱處加工出冷料穴，這樣型腔的氣體和塑料熔體前鋒冷料可以先進(jìn)入冷料穴，以確保腰柱形滑塊不會(huì)出現(xiàn)填充不足、氣泡、過(guò)熱痕、流痕和銀絲等缺陷[2]。當(dāng)然，定模型腔也可以制成組合的形式，利用組合之間的間隙或排氣槽排出氣體。

3 腰柱形滑塊注射模結(jié)構(gòu)可行性方案分析

腰柱形滑塊在注射模中為豎立擺放位置，對(duì)于腰柱形滑塊的內(nèi)型，可以采用抽芯結(jié)構(gòu)的型芯進(jìn)行成型，外形可以采用動(dòng)、定模型腔進(jìn)行成型。該注射模采用了1 模8 腔，平行開(kāi)閉模方向凸臺(tái)和凹槽要素，可在動(dòng)、定模型腔上加工出來(lái)，利用定、動(dòng)模閉合時(shí)注入塑料熔體冷卻后成型腰柱形滑塊，利用定、動(dòng)模的開(kāi)啟完成凸臺(tái)和凹槽要素的抽芯；垂直開(kāi)閉模方向的型孔，應(yīng)采用斜導(dǎo)柱滑塊抽芯機(jī)構(gòu)，利用抽芯的型芯復(fù)位成型腰字型孔，利用抽芯的型芯抽芯之后實(shí)現(xiàn)腰柱形滑塊的脫模；對(duì)于垂直開(kāi)閉模方向弓形高“障礙體”要素，可以在弧線的象限點(diǎn)處設(shè)置成注射模分型面Ⅰ-Ⅰ避讓弓形高障礙體要素，故不會(huì)影響模具開(kāi)閉模和腰柱形滑塊的脫模。

4 注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

腰柱形滑塊注射模結(jié)構(gòu)由模架、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、脫腰柱形滑塊和脫澆注系統(tǒng)冷凝料機(jī)構(gòu)、回程機(jī)構(gòu)、成型構(gòu)件（含定、動(dòng)模型芯）和導(dǎo)向構(gòu)件等組成。腰柱形滑塊注射模采用了1模8腔，分型面Ⅰ-Ⅰ，如圖2 A-A所示。

（1）模架。如圖2 所示，由動(dòng)模板1、澆口套6、定模板7、定模座板8、定位圈9、頂桿15、模腳16、安裝板17、推件板18、動(dòng)模底板19、回程桿20、彈簧21、拉料桿22、導(dǎo)柱23、導(dǎo)套24 和內(nèi)六角螺釘30、31 等組成，模架是注射模各種機(jī)構(gòu)、系統(tǒng)和構(gòu)件組裝的平臺(tái)和基礎(chǔ)件。

（2）冷卻系統(tǒng)。如圖2 所示，由于腰柱形滑塊10在連續(xù)加工過(guò)程中，塑料熔體將熱量傳遞給模具成型構(gòu)件，導(dǎo)致模具的溫度不斷地升高，使得腰柱形滑塊10出現(xiàn)過(guò)熱會(huì)失去機(jī)械性能而報(bào)廢。因此，需要對(duì)注射模定、動(dòng)模板和成型構(gòu)件中設(shè)置冷卻系統(tǒng)。冷卻系統(tǒng)是在模具的定、動(dòng)模板和定、動(dòng)模型芯中加工出冷卻水的流道，在流道的端頭處加工出管螺紋并安裝有螺塞27、32 和冷卻水接頭28、34，在定、動(dòng)模板和定、動(dòng)模型芯的結(jié)合處加工能安裝“O”形密封圈29、33的槽，其目的是防止冷卻水的泄漏。

圖2 腰柱形滑塊注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

a.定模冷卻系統(tǒng)。如圖2 所示，冷卻水從接頭28流入，經(jīng)模具中的冷卻水路，從另一端流出，從而將熱量帶走起到降溫的作用。

b.動(dòng)模冷卻系統(tǒng)。如圖2 所示，冷卻水從接頭34流入，經(jīng)模具中的冷卻水路，從另一端流出，從而將熱量帶走起到降溫的作用。

（3）脫模機(jī)構(gòu)。如圖2 所示，由脫件桿11、頂桿15、拉料桿22、安裝板17和推件板18組成。拉料桿22是用于脫澆注系統(tǒng)冷凝料的，脫件桿11 和頂桿15 是用于脫腰柱形滑塊10。

（4）回程復(fù)位機(jī)構(gòu)。如圖2 所示，由回程桿20 和彈簧21及安裝板17與推件板18組成，當(dāng)注塑機(jī)的頂桿退回后，彈簧26的彈力恢復(fù)可將安裝板17、推件板18、回程桿20 與脫件桿11、頂桿15 和拉料桿22 回復(fù)到初始位置。但當(dāng)注射模注射使用時(shí)間長(zhǎng)久后彈簧21會(huì)出現(xiàn)疲勞失效現(xiàn)象，使得脫模機(jī)構(gòu)不能完全恢復(fù)到原始位置，造成注射模的運(yùn)動(dòng)干涉發(fā)生。之后可利用定、動(dòng)模合模時(shí)，定模板7 推動(dòng)著回程桿20使得脫模機(jī)構(gòu)完全回復(fù)到原始位置，起到保險(xiǎn)的作用，從而使得注射加工可以無(wú)限循環(huán)自動(dòng)進(jìn)行。

（5）導(dǎo)向構(gòu)件。定、動(dòng)模之間開(kāi)啟和閉合運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向，是依靠導(dǎo)套24 和導(dǎo)柱23 的配合精度進(jìn)行的。

5 成型構(gòu)件與澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

如圖3所示，腰柱形滑塊注射模成形件由動(dòng)模型芯1 和定模型腔2組成，成型構(gòu)件是成形腰柱形滑塊的關(guān)鍵零部件。澆注系統(tǒng)由澆口套中的主流道、動(dòng)模型芯1和定模型腔2中的分流道、側(cè)向澆口及冷料穴組成。

（1）成型件的設(shè)計(jì)。如圖3a所示，動(dòng)模型芯1外形與動(dòng)模板安裝槽以215H7/h6×140H7/h6×40mm 進(jìn)行配合, 定模型腔2 外形與定模板安裝槽以215H7/h6×140H7/h6×40mm進(jìn)行配合。所有成型構(gòu)件的成型尺寸都必須是腰柱形滑塊尺寸+腰柱形滑塊尺寸×平均收縮率4.5%。并且平行開(kāi)閉模的型面必須有1.5～2°拔模斜度。動(dòng)模型芯1 和定模型腔2 中必須加工出冷卻水道和安裝“O”形密封圈的槽。

（2）澆口平衡值。如圖3a 所示，雖然腰柱形滑塊注射模設(shè)有8 個(gè)模腔，模腔是相同的，分流道長(zhǎng)度是（90+89+17）/2=98mm，澆口長(zhǎng)度是3.6mm，分流道和澆口長(zhǎng)度完全相等，由此可判斷注射模處于澆注系統(tǒng)平衡狀態(tài)[3]，側(cè)向澆口的面積和深度可以完全制造成相同，如此不會(huì)產(chǎn)生各種缺陷。

圖3 成型構(gòu)件與澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

6 抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

由于腰柱形滑塊上存在著與開(kāi)閉模方向垂直的型孔要素，需要應(yīng)用斜導(dǎo)柱滑塊抽芯機(jī)構(gòu)將成型型孔的抽芯型芯退出腰柱形滑塊垂直的型孔，才能實(shí)現(xiàn)腰柱形滑塊的脫模。

（1）注射模閉合狀態(tài)。如圖4a 所示，定、動(dòng)合模時(shí)，斜導(dǎo)柱13 撥動(dòng)抽芯型芯3 壓縮彈簧5、17，使得限位銷16進(jìn)入其安裝孔中并沿著動(dòng)模板1與動(dòng)模型芯2的T 型槽實(shí)現(xiàn)復(fù)位。在彈簧23 和回程桿24 推動(dòng)下，又使得安裝板20 與推件板21 之間安裝的拉料桿11、頂桿14和脫件桿15復(fù)位。同時(shí)，楔緊塊4抵緊抽芯型芯3 尾部的斜面，以防抽芯型芯3 在大的注射力和保壓力作用下出現(xiàn)移動(dòng)而導(dǎo)致型孔深度和壁厚不符合圖紙的要求。塑料熔體從側(cè)向澆口進(jìn)入8個(gè)型腔，冷卻成型腰柱形滑塊12。

（2）注射模開(kāi)模與抽芯狀態(tài)。如圖4b 所示，定模部分的開(kāi)啟，使得成型腰柱形滑塊12分型面Ⅰ-Ⅰ的定模部分被打開(kāi)，而有利于腰柱形滑塊12 的脫模。在斜導(dǎo)柱13 撥動(dòng)抽芯型芯3，使得限位銷16 進(jìn)入抽芯型芯3 底面的半球形凹坑而鎖住抽芯型芯3，以防其在運(yùn)動(dòng)慣性的作用下脫離動(dòng)模板1.同時(shí)，在拉料桿11 的作用下，可將澆口套8 主澆道中的冷凝料拉脫模。

（3）腰柱形滑塊脫模狀態(tài)。如圖4c 所示，在注射機(jī)頂桿作用于安裝板20與推件板21之間安裝的拉料桿11、頂桿14和脫件桿15產(chǎn)生了脫模運(yùn)動(dòng)，可將腰柱形滑塊12頂脫動(dòng)模型芯2。

圖4 腰柱形滑塊注射模抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

7 結(jié)束語(yǔ)

多型腔腰柱形滑塊注射模采用了斜導(dǎo)柱滑塊抽芯機(jī)構(gòu)，采用了在弧線的象限點(diǎn)處設(shè)置分型面以避開(kāi)弓形高“障礙體”對(duì)脫模的阻擋。為了適應(yīng)封閉定模型腔的塑料熔體填充自下而上的進(jìn)行，氣體很難排出所造成塑件出現(xiàn)氣泡、填充不足、流痕、過(guò)熱痕和銀紋等缺陷。采取了在動(dòng)模型芯分型面的澆口對(duì)稱處設(shè)置冷料穴措施。該模具雖有8個(gè)型腔，但由于模腔相同，各個(gè)型腔分流道長(zhǎng)度相同，側(cè)向澆口長(zhǎng)度相等，符合澆口平衡條件。注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)只要注意到上述的分析過(guò)程，處置措施得當(dāng)，注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一定是合理，多型腔腰柱也一定可實(shí)現(xiàn)高效高質(zhì)量加工。