彭石燕

（柳州鐵道職業(yè)技術(shù)學院， 廣西 柳州 545616）

0 引 言

布置廣告布需要較多的支撐架，支撐架根據(jù)不同的應(yīng)用場景和使用用途而有不同的結(jié)構(gòu)形式。從制造成本考慮，在使用強度要求不高而數(shù)量需求較多的情況下，一般用塑件代替金屬件，特別是一些移動智能終端廣告架，其支架塑件因使用功能需要導致其結(jié)構(gòu)復雜，給成型塑件的注射模設(shè)計帶來難度，尤其是一些異型結(jié)構(gòu)，不但要從模具整體結(jié)構(gòu)布局進行合理安排，還要從澆注、冷卻、脫模機構(gòu)進行規(guī)劃和布置，才能保證無缺陷及大批量自動化注射成型塑件[1-4]?，F(xiàn)結(jié)合某LCD廣告移動智能終端穩(wěn)定支架的注射生產(chǎn)，針對待成型塑件的澆注、脫模等，設(shè)計了1副非標準結(jié)構(gòu)形式的多型腔三板注射模。

1 支架結(jié)構(gòu)及工藝分析

支架結(jié)構(gòu)如圖1所示，外形呈“Y”形，主體為圓柱桿，圓柱桿中心部位為錐形圓孔，圓孔頂端有內(nèi)螺紋孔，螺紋為管螺紋。圓柱桿的下端為2個枝丫，枝丫相向鏡像對稱布置，內(nèi)側(cè)各設(shè)置一個深度為2 mm的倒扣孔。塑件材料為尼龍PA66，收縮率為0.8%～2.1%

圖1 支架結(jié)構(gòu)

塑件成型難點：①塑件的壁厚分布不均勻，最厚為4.5 mm，最薄為2.6 mm，平均壁厚為3.55 mm，需要采用合理的澆口位置及澆口尺寸以使型腔獲得充分充填，并有利于注射工藝的調(diào)整，特別是保壓工藝參數(shù)的調(diào)整；②塑件圓柱桿上端的內(nèi)螺紋脫模需要設(shè)置專門的脫螺紋機構(gòu)[5]；③圓柱桿中心的錐孔成型只能使用較小直徑的成型零件，該成型零件需要采取一定的增強強度措施，以防止注射時注射壓力對其造成沖擊變形；④2個枝丫內(nèi)側(cè)的2處倒扣孔的脫模，模具安裝抽芯機構(gòu)的空間狹小，需要設(shè)計特殊的機構(gòu)進行脫模。

2 模具設(shè)計

2.1 模具整體結(jié)構(gòu)布置

模具整體結(jié)構(gòu)布置如圖2所示，采用三板模進行注射成型，1模8腔結(jié)構(gòu)。澆注系統(tǒng)使用點澆口轉(zhuǎn)側(cè)澆口，由側(cè)澆口澆注各個型腔，點澆口的流道為R1、R2，側(cè)澆口的流道為R3。成型零件使用鑲件拼合式結(jié)構(gòu)[6,7]，各個型腔的排氣由成型鑲件間的間隙完成，間隙δ≤0.015 mm。針對型腔的冷卻，在一些體積較大的成型鑲件中開設(shè)φ8 mm冷卻管道進行冷卻。成型塑件脫模使用的機構(gòu)：①液壓缸活塞桿驅(qū)動齒條脫螺紋機構(gòu)M1；②推板推出脫模機構(gòu)M2；③定模哈夫滑塊抽芯機構(gòu)S1、S2、S4、S5；④定模鎖緊塊驅(qū)動先抽芯機構(gòu)S3。鑒于多型腔多板模閉合時的穩(wěn)定需要，模具使用標準的三板模模架，模架中設(shè)置8副導柱/導套，其中4副主導柱/導套用于模架模板的閉合導向，4副副導柱/導套用于型腔閉合時各模板的復位導向。

單個型腔的冷卻主要包括機構(gòu)S1、S2的滑塊組件及機構(gòu)M2底端鑲件推塊4的冷卻。耐磨板1用于機構(gòu)S1/S2、S4/S5兩組哈夫滑塊的支撐，推板3上安裝有8個鑲件推塊4用于成型塑件的推出脫模。

2.2 模具結(jié)構(gòu)

模具結(jié)構(gòu)如圖3所示，成型塑件的零件包括前倒扣孔鑲件7、后倒扣孔鑲件48、外壁左滑塊8、外壁右滑塊9、鑲件推塊4和螺紋鑲件11，其中，螺紋鑲件11的上端為中心孔鑲件，下端為內(nèi)螺紋成型零件。外壁左滑塊8、外壁右滑塊9為哈夫滑塊機構(gòu)S1、S2的滑塊，安裝在定模板槽內(nèi)。前倒扣孔鑲件7、后倒扣孔鑲件48兩者加工成滑塊形式，需要實施側(cè)孔內(nèi)收抽芯。鑲件推塊4加工成套環(huán)型，便于采用環(huán)槽型水路對其進行冷卻。

圖3 模具結(jié)構(gòu)

模具單個型腔的冷卻設(shè)置中，開設(shè)3條水路進行冷卻，分別為外壁左滑塊8上的C1水路、外壁右滑塊9上的C2水路和鑲件推塊4下端的C3水路。

2.3 機構(gòu)設(shè)計

（1）液壓缸活塞桿驅(qū)動齒條脫螺紋機構(gòu)M1。機構(gòu)M1驅(qū)動的螺紋型芯（螺紋鑲件11）有8個，單個螺紋鑲件11的結(jié)構(gòu)組成中，需要設(shè)置1個轉(zhuǎn)動耐磨套13、齒輪14（齒數(shù)Z=15、模數(shù)m=1.5 mm）、尾端螺紋桿15、螺紋導向套16、螺紋套尾端鎖緊螺母17（2個）。螺紋導向套16用于螺紋鑲件11的旋轉(zhuǎn)抽芯和復位導向。

結(jié)合圖2所示的動模俯視結(jié)構(gòu)，齒條22經(jīng)過三級齒輪傳動對單個型腔的螺紋鑲件11進行驅(qū)動。為實現(xiàn)三級齒輪傳動而設(shè)置傳遞動力的兩級中間傳動齒輪組件分別為：第I級2組中間傳動組件其單組組件包括I級被動齒輪19、I級中心軸20、II級主動齒輪18、軸承21及齒輪鍵23；第II級4組中間傳動組件，其單組組件包括Ⅲ級主動齒輪24、II級中心軸25、軸承26、鍵27。

圖2 模具整體結(jié)構(gòu)布置

機構(gòu)的動力驅(qū)動組件包括齒條22、齒條導板31、支座32、液壓缸33。液壓缸33用于驅(qū)動齒條22移動，以驅(qū)動齒輪14帶動螺紋鑲件11轉(zhuǎn)動抽芯或復位。

螺紋鑲件11的動力傳遞路徑：齒條22→I級被動齒輪19（齒數(shù)Z=15）→II級主動齒輪18（齒數(shù)Z=50）→Ⅲ級主動齒輪24（齒數(shù)Z=60）→齒輪14（齒數(shù)Z=15）。

（2）推板推出脫模機構(gòu)M2用于將成型塑件最終從螺紋鑲件11推出，構(gòu)成組件包括6根推桿36、推板37及8個安裝在推板37上的鑲件推塊4。

（3）定模哈夫滑塊抽芯機構(gòu)S1、S2為一組，S4、S5為一組，每組哈夫滑塊成型4個塑件的外壁。單個哈夫滑塊機構(gòu)的組成中，以機構(gòu)S4為例，其組件包括導向條53、S4哈夫滑塊50、彈簧芯桿51、彈簧52、限位塊54。

（4）定模鎖緊塊驅(qū)動先抽芯機構(gòu)S3有8個，每個型腔1個，機構(gòu)由鎖緊塊47同步驅(qū)動前倒扣孔鑲件7、后倒扣孔鑲件48實施內(nèi)收式側(cè)抽芯，以后倒扣孔鑲件48為例，其結(jié)構(gòu)設(shè)計成異型滑塊形式，在斜導柱46驅(qū)動的同時，彈簧45共同起推動作用，滑塊處于閉合位置時由鎖緊塊47鎖緊。

（5）模架使用改進的三板模非標準模架，模架模板包括定模座板40、脫料板39、定模板38、推板37、動模板35、第一墊板34、第二墊板29、第三墊板30、動模座板28。與三板模標準模架不同的是，模具動模側(cè)無墊塊、推板、推板蓋板等組件，取而代之的是使用推板推出脫模機構(gòu)M2進行推出；動模側(cè)增設(shè)了第一墊板34、第二墊板29、第三墊板30用于液壓缸活塞桿驅(qū)動齒條脫螺紋機構(gòu)M1組件的安裝。

（6）模具開模分4次打開，打開順序為P1→P2→P3→P4。控制原理同普通三板模結(jié)構(gòu)相同，模板開合的距離控制零件包括拉桿41、脫料板拉桿55及其彈簧、定模板拉桿49及其彈簧。定模板38與推板37之間設(shè)置尼龍扣。

（7）澆注系統(tǒng)中側(cè)澆口的豎直主澆道R4及水平橫澆道R5設(shè)置在同組哈夫滑塊的分型面上，這樣設(shè)計能使側(cè)澆口有開設(shè)位置且能實現(xiàn)從上到下的充填順序。

3 模具工作原理

結(jié)合模具結(jié)構(gòu)圖3所示，模具工作原理如下。

（1）合模注射。模具在注塑機上安裝調(diào)試成功后，合模完成注射、冷卻后，準備開模。

（2）脫螺紋。模具打開前，液壓缸活塞桿驅(qū)動齒條脫螺紋機構(gòu)M1動作，同時驅(qū)動8個型腔中的螺紋鑲件11完成螺紋抽芯。

（3）P1面打開。注塑機滑塊帶動動模后退，P1面打開，完成2個動作，一是點澆口流道凝料與側(cè)澆口流道凝料分離；二是機構(gòu)S3完成抽芯。

（4）P2面打開。動模繼續(xù)后退，脫料板39將點澆口流道凝料從拉料桿44上推出且自動脫落。

（5）P3面打開。動模繼續(xù)后退，機構(gòu)S1、S2、S4、S5中4個哈夫滑塊的彈簧將各自的滑塊推出，實現(xiàn)成型塑件外壁的脫模。

（6）P4面打開。隨著動模繼續(xù)后退，注塑機頂桿推動8個鑲件推塊4將8個成型塑件從螺紋鑲件11推出，實現(xiàn)塑件的完全脫模。

（7）復位。復位前，液壓缸活塞桿驅(qū)動齒條脫螺紋機構(gòu)M1先動作，并驅(qū)動8個型腔中的螺紋鑲件11完成復位，而后模具按P4→P3→P2→P1順序閉合，準備下一個注射周期。

4 結(jié)束語

經(jīng)過改進的非標準三板模應(yīng)用于塑件的注射成型，模具中，模架的推出機構(gòu)設(shè)為推桿推動推板推出方式；動模側(cè)增設(shè)3塊墊板用于安裝液壓缸驅(qū)動齒條脫螺紋機構(gòu)；采用1個液壓缸驅(qū)動8個螺紋鑲件同步完成抽芯動作。澆注系統(tǒng)為點澆口+側(cè)澆口復合式澆注且流道設(shè)置在哈夫滑塊分型面上，有利于澆口位置的選擇和保證型腔充分充填。定模鎖緊塊驅(qū)動先抽芯機構(gòu)是利用三板模的開模運動進行驅(qū)動，解決了塑件狹窄空間內(nèi)對稱倒扣孔的脫模難題。