多向抽芯的熱流道模具設(shè)計(jì)研究

1、多向抽芯的熱流道模具設(shè)計(jì)研究 摘要：針對(duì)帶有周向凸臺(tái)及內(nèi)側(cè)倒扣的套環(huán)脫模困難的問題，設(shè)計(jì)了多向分步抽芯的雙分型面注射模。根據(jù)塑件的尺寸和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，創(chuàng)立了復(fù)合進(jìn)澆的澆注方案，通過定距分型機(jī)構(gòu)控制開模順序，依次完成彎銷側(cè)抽芯、斜頂塊內(nèi)抽芯及推塊二次推出運(yùn)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)塑件自動(dòng)脫模。實(shí)際結(jié)果說明，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，工作穩(wěn)定。關(guān)鍵詞：注射模；圓周脫模；分步抽芯；模具結(jié)構(gòu)；熱流道0引言注射模設(shè)計(jì)過程中，對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的塑件，需要考慮抽芯結(jié)構(gòu)的形狀、數(shù)量以及所處位置特點(diǎn)等設(shè)計(jì)脫模機(jī)構(gòu)。許傲【1】針對(duì)軸承套環(huán)圓周脫模方向與徑向成一定夾角的雙層側(cè)孔，設(shè)計(jì)了一種圓周多向同步抽芯機(jī)構(gòu)；武寧寧等【2】針對(duì)多個(gè)不規(guī)那么錐

2、度孔的脫模需要，設(shè)計(jì)了一種采用平行一體式聯(lián)動(dòng)抽芯機(jī)構(gòu)和模板驅(qū)動(dòng)式凹環(huán)哈夫滑塊抽芯機(jī)構(gòu)。在上述參考文獻(xiàn)中，側(cè)向抽芯脫模機(jī)構(gòu)主要是針對(duì)圓周單側(cè)的多向扣位進(jìn)行脫模設(shè)計(jì)，現(xiàn)結(jié)合某塑料套環(huán)圓周內(nèi)外兩側(cè)的多向扣位結(jié)構(gòu)，對(duì)其抽芯脫模機(jī)構(gòu)與模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。1塑件結(jié)構(gòu)分析套環(huán)結(jié)構(gòu)如圖1所示，尺寸較小，其最大外形尺寸為21.8mmx14.2mm，體積為1.09cm3，平均壁厚為0.9mm。塑件結(jié)構(gòu)由4個(gè)局部構(gòu)成：360回轉(zhuǎn)環(huán)主體、36個(gè)4層的外側(cè)凸臺(tái)、3組內(nèi)側(cè)倒扣和5條加強(qiáng)筋。4層外側(cè)凸臺(tái)高度約為0.3mm，沿軸向?qū)R分布，每一層的36個(gè)凸臺(tái)大小相等且沿徑向均勻分布，其中心法向均垂直于主體環(huán)的外外表，中心線夾角

3、為10；內(nèi)側(cè)3組倒扣沿18.8mm的圓周均勻分布。套環(huán)材質(zhì)為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS，收縮率為0.5%，密度為1.05g/cm。2脫模難點(diǎn)分析從塑件結(jié)構(gòu)分析可知，塑件的脫模存在以下難點(diǎn)：塑件外側(cè)36個(gè)4層凸臺(tái)的脫模，凸臺(tái)數(shù)量多且凸起方向均為徑向，可以采用多個(gè)滑塊拼合成型塑件外部輪廓，并沿不同方向同步抽芯。沿套環(huán)軸向過每層凸臺(tái)中心取橫截面，得到4組內(nèi)外輪廓，如圖2所示，假設(shè)某一滑塊同時(shí)成型9組凸臺(tái)的外輪廓，其抽芯方向?yàn)門1，在90范圍內(nèi)，上方最外側(cè)一組凸臺(tái)的K處斜面抽芯時(shí)與滑塊發(fā)生干預(yù)，同理，下方最外側(cè)一組凸臺(tái)抽芯時(shí)也與滑塊發(fā)生干預(yù)，即沿同一抽芯方向脫模的凸臺(tái)應(yīng)少于9組。假設(shè)將36組凸

4、臺(tái)均勻分配，那么每6組沿同一方向抽芯為宜；塑件內(nèi)側(cè)沿圓周均勻分布的3組深度為0.52mm的倒扣，選用3組斜頂塊內(nèi)側(cè)抽芯；考慮套環(huán)為環(huán)形的薄壁塑件，采用推力均勻的推塊對(duì)其平穩(wěn)脫模，成型的塑件不易變形。3模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于塑件尺寸較小，模具采用1模4腔布局。模具最大外形尺寸為690mmx550mmx534mm，屬于雙分型面注射模，模具結(jié)構(gòu)如圖3所示，其主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：采用熱流道+普通流道;的復(fù)合進(jìn)澆方案，潛伏式澆口多點(diǎn)進(jìn)澆；主要成型零件采用鑲拼方式；外側(cè)抽芯采用滑塊+彎銷;抽芯機(jī)構(gòu)，內(nèi)側(cè)抽芯選用連桿式斜頂塊；采用斜頂塊+推塊;推出方式，由雙層推出機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)推出；2個(gè)分型面的開模順序和推出順序由外置式

5、拉模扣控制；模具溫度控制采用水冷的方式，在支撐板、定模板及動(dòng)、定模鑲件上布置了多條冷卻水路。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)塑件成型質(zhì)量的影響較大。結(jié)合塑件結(jié)構(gòu)及脫模特點(diǎn)，在待成型塑件內(nèi)側(cè)均勻開設(shè)3個(gè)潛伏式澆口，如圖4所示。由于脫模機(jī)構(gòu)復(fù)雜，各型腔距離較遠(yuǎn)，應(yīng)盡量減少熱量和壓力損失以及流道產(chǎn)生的廢料?，F(xiàn)采用熱流道+普通流道;的復(fù)合進(jìn)料結(jié)構(gòu)，即熔體由熱噴嘴進(jìn)入分流道，再由潛伏式澆口注入型腔。熱流道采用X形布局的四點(diǎn)一層式熱流道板和圓柱式熱噴嘴，普通流道那么采用半圓形截面分流道。針對(duì)套環(huán)外側(cè)輪廓設(shè)計(jì)了6組彎銷側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，如圖5所示，主要由彎銷7、側(cè)滑塊11和壓板等組成。彎銷7傾斜角度為15，側(cè)滑塊11水平運(yùn)動(dòng)的距

6、離為1.3+23mm。彎銷7用螺釘固定在支撐板6上，滑塊兩側(cè)的壓板用螺釘固定在動(dòng)模板20上并形成導(dǎo)滑槽。側(cè)抽芯時(shí)，6個(gè)彎銷7撥動(dòng)各滑塊11同步向外側(cè)運(yùn)動(dòng)，分型距離到達(dá)23mm時(shí)，彎銷7脫離側(cè)滑塊11，各滑塊由動(dòng)模板20的內(nèi)側(cè)壁限位。塑件內(nèi)側(cè)的3個(gè)倒扣沿周向呈120均勻分布，采用3組連桿式斜頂塊成型，如圖6所示。倒扣深度為0.52mm，斜頂塊的傾斜角度均為5，底部與連桿4連接，連桿4與斜頂塊固定板24用圓柱銷連接。斜頂塊8與型芯鑲件9上的導(dǎo)向孔采用H8/f8配合?？紤]塑件較薄，脫模時(shí)易發(fā)生變形，設(shè)計(jì)了二次推出機(jī)構(gòu)，主要推出元件為推塊10，與4根推桿5螺紋連接，推桿固定在推桿固定板22和推板23上

7、，如圖6所示。推塊10與型芯鑲件9的配合側(cè)面設(shè)計(jì)為錐面，錐度為8；推塊10的4個(gè)外側(cè)面與動(dòng)模板20的配合錐度取3。推出過程分為2步：第1步推塊10將塑件推離型芯鑲件9，斜頂塊8同步完成倒扣的內(nèi)側(cè)抽芯；第2步斜頂塊8停止運(yùn)動(dòng)，推塊10繼續(xù)推動(dòng)塑件脫離模具。模具溫度直接影響成型塑件的外觀質(zhì)量、尺寸穩(wěn)定性、塑件變形以及成型周期。在支撐板17上開設(shè)了2條直徑10mm的平面循環(huán)式水路對(duì)熱流道進(jìn)行冷卻，定模板13上開設(shè)了4條直徑6mm的直通式水路。在型腔板鑲件12和型芯鑲件9中分別開設(shè)直徑6mm的平面循環(huán)式冷卻水路。出入水口的最大溫差為0.12，塑件到達(dá)推出溫度的時(shí)間不超過9s。4模具工作原理完成注射成型

8、后，在拉模扣的作用下，模具首先在分型面處翻開，分型距離為25mm，由限位釘限位。固定在支撐板6上的6組彎銷7帶動(dòng)對(duì)應(yīng)的側(cè)滑塊11同步完成側(cè)向抽芯，此時(shí)，由于復(fù)位桿21的限位作用，推出機(jī)構(gòu)與塑件保持相對(duì)靜止。定模板13與動(dòng)模板20沿分型面II翻開，注塑機(jī)頂桿推動(dòng)推板23，在拉?？鄣淖饔孟峦瓢?5同時(shí)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)推出距離為25mm時(shí)，3組斜頂塊8均完成內(nèi)側(cè)抽芯，型芯鑲件9也已脫離塑件。推板25被墊塊3擋住，斜頂塊停止運(yùn)動(dòng)，而推板23繼續(xù)推出10mm，推塊10將塑件推離模具。塑件自動(dòng)脫模后，注塑機(jī)合模，復(fù)位桿21帶動(dòng)推出機(jī)構(gòu)和斜頂塊復(fù)位，彎銷7帶動(dòng)滑塊11復(fù)位，模具繼續(xù)下一次注射成型。5結(jié)束語根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)并結(jié)合CAE分析結(jié)果，設(shè)計(jì)了復(fù)合進(jìn)料澆注方案，保證了該薄壁塑件的成型質(zhì)量。根據(jù)塑件的周向凸臺(tái)和內(nèi)側(cè)倒扣特征，設(shè)計(jì)了彎銷側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)、斜頂塊機(jī)構(gòu)、雙層順序推出機(jī)構(gòu)和定距分型控制機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了塑件的分步自動(dòng)脫模。該塑件已實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，模具工作過程穩(wěn)定，塑件各項(xiàng)指標(biāo)均到達(dá)了客戶要求。參考文獻(xiàn)：【1】許傲.軸承套環(huán)圓周多向同步抽芯注射模設(shè)計(jì).塑料科技,2021,46(1):85-89.【2】武寧寧,張學(xué)峰,張燕莉.復(fù)雜錐度體塑件徑向多側(cè)抽芯注射模設(shè)計(jì).塑料,2021,46(5):107-110.【3】何鏡奎,陳洪土.汽車轉(zhuǎn)向柱護(hù)罩熱