１ 引言
如何在保證塑件質(zhì)量的前提下， 使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊， 加工制造方便， 成為注射模設(shè)計(jì)中要解決的重要問(wèn)題。在設(shè)計(jì)注射模時(shí)， 模具結(jié)構(gòu)尤其脫模結(jié)構(gòu)是否合理， 將直接影響模具的使用壽命、塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。本文以汽車汽油過(guò)濾器注射模為例， 重點(diǎn)闡述澆注系統(tǒng)冷凝料自動(dòng)脫出機(jī)構(gòu)、側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)和二級(jí)脫模機(jī)構(gòu)在注射模結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。
２ 產(chǎn)品分析
圖１為汽車汽油過(guò)濾器的３Ｄ模型，圖２為塑件主要尺寸及分型面示意圖。塑件主體是一個(gè)外徑為!４６ｍｍ 帶凸緣的中腔殼體， 殼體頂部中有一個(gè)外徑為 !１５ｍｍ 中腔小殼體與兩方反向的長(zhǎng)短細(xì)管以及一弧形凸臺(tái)相連成一體； 短細(xì)管口為進(jìn)油口， 長(zhǎng)細(xì)管口為出油口， 殼體內(nèi)底面中心有兩個(gè)外徑分別為 !１５ｍｍ和 !３６ｍｍ 的凸圓環(huán)， 主要固定海綿過(guò)濾芯（ 加粘結(jié)材料）。該塑件外觀質(zhì)量要求高， 形狀復(fù)雜， 壁厚均勻； 材料為 ＰＰ， 流動(dòng)性好， 收縮率較大。如模具結(jié)構(gòu)合理，嚴(yán)格控制成型工藝條件可達(dá)到所要求的成型精度。
３ 模具設(shè)計(jì)方案
塑件的特點(diǎn)， 在確定模具設(shè)計(jì)方案時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
底部中心位置， 考慮外觀要求澆口形式應(yīng)選擇針點(diǎn)澆 （１） 模具結(jié)構(gòu)為 １ 模 １ 腔， 澆口位置選在大殼體 口。分型面選擇主要考慮留模方式， 選擇位置如圖 ２所示， 開(kāi)模后塑件留在動(dòng)模的主型芯上， 有利于簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。
（２） 塑件帶兩個(gè)外凸細(xì)管， 使塑件無(wú)法直接脫出型腔， 需要兩個(gè)哈夫塊橫向分型， 才使塑件脫離型腔。本模具采用了側(cè)向分型機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)哈夫塊的橫向分型，與哈夫塊橫向分型方向相垂直的方向， 需要側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)， 完成兩細(xì)管的側(cè)型芯的抽拔動(dòng)作。因此， 本模具需要四個(gè)方向的分型與抽芯機(jī)構(gòu)。
（３） 由于塑件內(nèi)部有兩凸圓環(huán)， 較大的包緊力， 為保證塑件推出時(shí)不變形， 需要采用二級(jí)脫模機(jī)構(gòu)， 實(shí)現(xiàn)塑件脫離主型芯。
４ 模具結(jié)構(gòu)
由于汽車汽油過(guò)濾器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜， 故確定模具結(jié)構(gòu)必須設(shè)有澆注系統(tǒng)冷凝料自動(dòng)脫出機(jī)構(gòu)、側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)和二級(jí)脫模機(jī)構(gòu)， 因此， 如圖３ａ所示的汽車汽油過(guò)濾器注射模是一個(gè)多種機(jī)構(gòu)綜合應(yīng)用的注射模。
４．１ 澆注系統(tǒng)冷凝料自動(dòng)脫出機(jī)構(gòu)
自動(dòng)化生產(chǎn)要求模具的操作也能全部自動(dòng)化， 塑件能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化脫落， 澆注系統(tǒng)凝料也能自動(dòng)脫落。除了熱流道澆注系統(tǒng)外， 普通澆注系統(tǒng)注射模， 點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)， 在脫模時(shí)容易實(shí)現(xiàn)與塑件自動(dòng)分離， 再?gòu)哪＞咧凶詣?dòng)脫出。因此， 點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)凝料自動(dòng)脫出機(jī)構(gòu)在生產(chǎn)中應(yīng)用較廣泛。
針點(diǎn)澆口凝料脫出和自動(dòng)墜落結(jié)構(gòu)形式有利用側(cè)凹拉斷針點(diǎn)澆口凝料、利用拉料桿拉斷點(diǎn)澆口凝料和利用定模限位擋板拉斷點(diǎn)澆口凝料。針對(duì)汽車汽油過(guò)濾器注射模１模１腔的結(jié)構(gòu)形式， 選擇利用定模限位擋板拉斷點(diǎn)澆口凝料的結(jié)構(gòu)形式， 如圖３ｂ方案示意圖所示。澆口套１８以 Ｈ８／ｆ８的間隙配合安裝在定模座板中， 外側(cè)有壓縮彈簧， 當(dāng)注射機(jī)噴嘴注射完畢離開(kāi)澆口套后， 壓縮彈簧的作用使?jié)部谔着c主流道分離（松動(dòng)）。開(kāi)模后定模限位擋板１５首先與定模座板 ２２分型， 主流道凝料從澆口套中脫出， 當(dāng)限位螺釘１２起限位作用時(shí)， 此過(guò)程分型結(jié)束， 限位擋板１５與定模型腔鑲塊１６開(kāi)始分型， 直至定距拉板４１限位。接著動(dòng)定模的主分型面分型， 這時(shí)限位擋板１５將澆口凝料從定模型腔板拉出并在自重作用下自動(dòng)脫落。
汽車汽油過(guò)濾器注射模選擇了利用定模擋板拉斷點(diǎn)澆口凝料的脫出和自動(dòng)墜落方案， 不需要模具復(fù)雜結(jié)構(gòu)， 就可以實(shí)現(xiàn)澆口凝料自動(dòng)脫出， 因?yàn)椴僮魅藛T不需把手伸到模具里面取出凝料， 不但降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度， 而且符合安全生產(chǎn)的原則。
４．２ 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)
１．定距釘 ２．動(dòng)模座板 ３．墊塊 ４．推板 ５．推桿固定板 ６．支承板 ７． 型芯固定板 ８、９． 導(dǎo)套 １０． 尼龍鎖模器 １１． 導(dǎo)柱１２．限位螺釘 １３．型芯 １４．型腔固定板 １５．限位擋板 １６．定模型腔鑲塊 １７．定位圈 １８．澆口套 １９．壓縮彈簧 ２０、２４、２７、３０、４０．螺釘 ２１．彈簧鋼珠定位裝置 ２２．定模座板 ２３．彎銷 ２５．側(cè)型芯滑塊 ２６．推板導(dǎo)柱 ２８．限位銷 ２９．彈簧 ３１．滑塊３２．推板頂桿 ３３．楔形塊 ３４．推桿 ３５．推件板 ３６．楔緊塊３７．哈夫滑塊 ３８．斜導(dǎo)柱 ３９．彈簧擋板定位裝置 ４１．定距拉板
圖 ３ 汽車汽油過(guò)濾器注射模結(jié)構(gòu)圖
ａ---注射模結(jié)構(gòu) ｂ-單型腔點(diǎn)澆口凝料自動(dòng)推出示意圖--
注射模的側(cè)抽芯方式有手動(dòng)、機(jī)動(dòng)及液壓（ 或氣動(dòng)）三類。手動(dòng)側(cè)抽芯方式因勞動(dòng)強(qiáng)度大， 并且工作效率低， 其應(yīng)用日趨減少； 液壓（ 或氣動(dòng)） 側(cè)抽芯方式一般需要配置液壓（ 或氣動(dòng)） 系統(tǒng)且占空間大， 結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、成本比較高， 多應(yīng)用于抽芯距離比較大、結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、成本比較高， 多應(yīng)用于抽芯距離比較大的場(chǎng)合； 機(jī)動(dòng)側(cè)抽芯方式因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單多樣、工作穩(wěn)定可靠且成本低而廣泛應(yīng)用。
機(jī)動(dòng)側(cè)抽芯方式是借助于注射機(jī)的開(kāi)模力完成側(cè)向分型與抽芯， 其形式有斜導(dǎo)柱、彎銷、斜滑塊、斜頂桿、斜導(dǎo)槽、齒輪齒條等分型抽芯機(jī)構(gòu)， 其中斜導(dǎo)柱側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 制造方便， 動(dòng)作可靠， 是應(yīng)用最廣泛的一種抽芯機(jī)構(gòu)。但由于該機(jī)構(gòu)的斜導(dǎo)柱傾斜角一般不適宜太大（一般小于２５°）， 其抽拔力和抽拔距都受到一定的限制。在抽拔力和抽拔距較大的情況下， 可以選擇彎銷側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)。本模具哈夫滑塊分型采用了斜導(dǎo)柱側(cè)向分型機(jī)構(gòu)， 實(shí)現(xiàn)哈夫滑塊與塑件脫離。而與哈夫塊的分型方向垂直的兩側(cè)型芯較長(zhǎng)，抽拔力和抽拔距都較大， 通過(guò)有關(guān)計(jì)算較長(zhǎng)細(xì)管側(cè)型芯的抽拔力為４６８１．４Ｎ， 斜導(dǎo)柱傾斜角為２３° 。因此， 采用彎銷側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)， 實(shí)現(xiàn)兩側(cè)型芯與塑件脫離。
從圖 ３ａ 可以看出， 斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)由斜導(dǎo)柱 ３８、哈夫滑塊 ３７、楔緊塊 ３６、彈簧鋼珠定位裝置 ２１ 等組成， 哈夫塊分型是由固定在型芯固定板的斜導(dǎo)柱驅(qū)動(dòng)完成。彎銷側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)由滑塊與側(cè)型芯組成一體的側(cè)型芯滑塊 ２５、彎銷 ２３、彈簧擋板定位裝置 ３９ 等所組成， 哈夫塊分型由固定在定模的彎銷驅(qū)動(dòng)完成。
４．３ 二級(jí)脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
注射模的二級(jí)脫模機(jī)構(gòu)形式有單推板二級(jí)脫模機(jī)構(gòu)和雙推板二級(jí)脫模機(jī)構(gòu)， 單推板脫模機(jī)構(gòu)是指在推出機(jī)構(gòu)只設(shè)置一組推板和推桿固定板， 而另一次推出則是靠一些特殊零件的運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。雙推板脫模機(jī)構(gòu)是指在模具中設(shè)置兩組推板， 分別帶動(dòng)一組推出零件實(shí)現(xiàn)塑件二次脫模的推出動(dòng)作。根據(jù)汽車汽油過(guò)濾器的推出元件有推件板與 ４ 根小推桿的特點(diǎn)， 選擇了單推板滑塊式二級(jí)推出脫模機(jī)構(gòu)， 如圖 ３ａ 所示。這種結(jié)構(gòu)的一級(jí)脫?？恳唤M推板和推桿固定板實(shí)現(xiàn)， 而另一級(jí)的推出則是利用滑塊橫向運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)， 滑塊的橫向運(yùn)動(dòng)是靠固定在動(dòng)模板上的楔形塊接觸力實(shí)現(xiàn)。這種二級(jí)脫模機(jī)構(gòu)， 因?yàn)橹挥幸唤M推板和推桿固定板，在沒(méi)有增加模厚的情況下， 實(shí)現(xiàn)二級(jí)脫模， 不但結(jié)構(gòu) 緊湊， 加工方便， 而且運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)可靠， 因此在二級(jí)脫模機(jī)構(gòu)中應(yīng)用較廣泛。
５ 模具工作過(guò)程
合模后經(jīng)注射、保壓、冷卻后開(kāi)模， 當(dāng)注射機(jī)噴嘴注射完畢離開(kāi)澆口套 １８ 后， 壓縮彈簧 １９ 的作用使?jié)部谔着c主流道分離（松動(dòng)）。Ⅰ－ Ⅰ處開(kāi)始分型， 即限位擋板 １５ 與定模座板 ２２ 分型， 主流道凝料從澆口套中脫出， 當(dāng)定距拉板 ４１ 起限位作用時(shí)， Ⅰ－ Ⅰ處分型結(jié)束； Ⅱ－ Ⅱ處分型開(kāi)始， 即限位擋板 １５ 與定模型腔鑲塊 １６ 分離， 直至限位螺釘 １２ 限位。Ⅱ－ Ⅱ處分型結(jié)束， 拉料板將澆口凝料從定模型腔板拉出并在自重作用下自動(dòng)脫落。接著Ⅲ－ Ⅲ處開(kāi)始分型， （即動(dòng)、定模的主分型面分型）， 使哈夫滑塊 ３７ 和側(cè)型芯滑塊 ２５ 完成分型抽芯動(dòng)作。分型結(jié)束后， 注射機(jī)頂出桿開(kāi)始動(dòng)作， 推板頂桿 ３２ 與 ４ 根推桿 ３４ 同時(shí)完成第一次推出， 塑件從型芯 １３ 脫下， 但塑件仍在推件板 ３５ 內(nèi)， 與此同時(shí)， 楔形塊 ３３ 與滑塊 ３１ 接觸， 使滑塊向模具中心滑動(dòng)， 推板頂桿 ３２ 后端落入滑塊的孔中， 在接著分 模過(guò)程中， 推板頂桿 ３２ 不再具有推出作用， 而 ４ 根推桿３４仍繼續(xù)推動(dòng)塑件， 從而使塑件從推件板３５脫出， 完成第二次推出。合模時(shí)， 二級(jí)脫模機(jī)構(gòu)、側(cè)向分復(fù)位， 完成一個(gè)成型周期。型與抽芯機(jī)構(gòu)和澆注系統(tǒng)冷凝料自動(dòng)脫出機(jī)構(gòu)分別
６ 結(jié)束語(yǔ)
機(jī)構(gòu)生產(chǎn)效率高， 側(cè)分型與抽芯機(jī)構(gòu)安全可靠， 二級(jí)該模具經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐證明， 澆注系統(tǒng)凝料自動(dòng)脫出脫模機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)， 推力均勻， 塑件推出不變形， 保證塑件的質(zhì)量要求。
（轉(zhuǎn)載）
