一種三次順序滑塊抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)*

肖國華，徐生，沈忠良，張志強(qiáng)，鄭峰

（1.浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院現(xiàn)代模具與制造裝備智能化技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心，浙江寧波 315012；2.寧波陽超汽車模具有限公司，浙江寧波 315012； 3.中南大學(xué)，長沙 410083）

一種三次順序滑塊抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)*

肖國華1，徐生1，沈忠良1，張志強(qiáng)2，鄭峰3

（1.浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院現(xiàn)代模具與制造裝備智能化技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心，浙江寧波 315012；2.寧波陽超汽車模具有限公司，浙江寧波 315012； 3.中南大學(xué)，長沙 410083）

介紹了一種垂直型雙殼蓋側(cè)蓋體的三次順序滑塊抽芯機(jī)構(gòu)，針對(duì)側(cè)蓋體需要在同一位置進(jìn)行水平和垂直方向同步抽芯脫模的要求，設(shè)計(jì)出一種特殊的三次順序抽芯滑塊機(jī)構(gòu)，抽芯機(jī)構(gòu)分三次順序抽芯，第一步完成側(cè)蓋體局部區(qū)域的抽芯，第二步完成側(cè)蓋體垂直抽芯區(qū)域的抽芯，第三步完成整個(gè)側(cè)蓋體其余部分的側(cè)抽芯脫模。該機(jī)構(gòu)采用機(jī)動(dòng)抽芯方式，機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，簡化了模具結(jié)構(gòu)，降低了模具生產(chǎn)制作成本，工作穩(wěn)定可靠。

注塑模具；滑塊；順序抽芯；機(jī)動(dòng)抽芯；機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

垂直型雙殼蓋如圖1所示，為新型雙容器豆?jié){機(jī)中間結(jié)合部位的聯(lián)體蓋。該產(chǎn)品的特點(diǎn)是其由主蓋體和垂直于主蓋體且背靠背結(jié)合在一起的側(cè)蓋體組成，側(cè)蓋體中央部位有一水平扣條位，不利于注塑成型時(shí)側(cè)蓋體的脫模；根據(jù)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，產(chǎn)品分型設(shè)計(jì)需在開模方向和垂直開模方向都要設(shè)置脫模分型面，特別是側(cè)蓋體的側(cè)面分型脫模存在水平扣條位，脫模時(shí)需要在同一位置進(jìn)行水平和垂直方向抽芯，因而需要設(shè)計(jì)特殊的抽芯機(jī)構(gòu)，以完成側(cè)蓋體的脫模。實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，抽芯機(jī)構(gòu)的可靠性、穩(wěn)定性要好，抽芯機(jī)構(gòu)越簡單模具越容易加工，生產(chǎn)制作成本也越低。筆者針對(duì)該垂直型雙殼蓋側(cè)面體脫模的需要，設(shè)計(jì)了一種三次順序滑塊抽芯機(jī)構(gòu)。

1　垂直型雙殼蓋結(jié)構(gòu)及側(cè)蓋體脫模分析

圖1　垂直型雙殼蓋結(jié)構(gòu)示意圖

垂直型雙殼蓋外觀基本尺寸見圖1，該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)由兩部分構(gòu)成，右邊為與豎直方向垂直的主蓋體，左邊為與豎直方向平行的側(cè)蓋體，為一種復(fù)合型異型蓋，主蓋體的基本外形尺寸為99 mm×147 mm×23 mm。側(cè)蓋體的基本外形尺寸為129 mm×72 mm×19 mm。側(cè)蓋體的結(jié)構(gòu)如圖2所示，該側(cè)蓋體內(nèi)側(cè)中間部位設(shè)計(jì)有寬度為39 mm、高度為5 mm的水平扣條位一處，垂直加強(qiáng)筋五處，水平加強(qiáng)筋兩處。該產(chǎn)品為薄殼類制品，最大壁厚為2.7 mm，最小壁厚為1.2 mm，平均壁厚為1.5 mm；材料為聚碳酸酯（PC）透明塑料，PC具有透明及良好的綜合性能，適于制作本殼蓋。從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來看，產(chǎn)品注塑成型脫模時(shí)主蓋體部位的脫模不存在困難，而側(cè)蓋體部位則存在以下幾個(gè)脫模難點(diǎn)：（1）中間部位的水平扣條位的脫模方向與側(cè)抽芯方向垂直，且抽芯深度較大，需要設(shè)計(jì)豎直方向的抽芯動(dòng)作；（2）五處垂直加強(qiáng)筋及兩處水平加強(qiáng)筋筋位較深，需要較大的脫模力；（3）側(cè)蓋體部位外圍包緊力大，產(chǎn)品易被拉傷；（4）側(cè)蓋體抽芯脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)空間限制大；其中，最為關(guān)鍵的問題是中間部位水平扣條位的脫模。綜上所述，側(cè)蓋體的側(cè)向脫模抽芯機(jī)構(gòu)在結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)須另辟蹊徑，以克服以上四個(gè)問題，實(shí)現(xiàn)側(cè)蓋體部位機(jī)動(dòng)式自動(dòng)化完整脫模。

圖2　側(cè)蓋體結(jié)構(gòu)圖

2　側(cè)蓋體脫模抽芯方案分析

機(jī)動(dòng)式側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)難點(diǎn)主要在于抽芯方案及其對(duì)應(yīng)的滑塊體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)［1-4］，結(jié)合上述分析，如果側(cè)蓋體抽芯脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)采用機(jī)動(dòng)式側(cè)面抽芯方式，其核心難點(diǎn)是滑塊體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，因而，進(jìn)行側(cè)蓋體脫模抽芯機(jī)構(gòu)滑塊體設(shè)計(jì)時(shí)，依據(jù)側(cè)蓋體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)可對(duì)應(yīng)分為三個(gè)脫?；瑝K體：（1）針對(duì)中間部位水平扣條位的脫模方向與側(cè)抽芯方向垂直的特點(diǎn)，水平扣條位的脫模采用先豎直脫模，后側(cè)面水平移出的脫模方式；（2）針對(duì)五處垂直加強(qiáng)筋和兩處水平加強(qiáng)筋部位的脫模則采用分區(qū)分步脫模方式，即先讓部分加強(qiáng)筋脫模，而后讓其它部位的加強(qiáng)筋脫模；（3）其余部位的脫模則依托常規(guī)的大滑塊側(cè)面一起側(cè)抽芯脫模。結(jié)合側(cè)蓋體實(shí)際結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)限制，優(yōu)化后側(cè)蓋體整體的抽芯脫模方案為分三次順序動(dòng)作抽芯，三個(gè)滑塊體如圖3所示。

圖3　側(cè)蓋體抽芯滑塊體設(shè)計(jì)

3　側(cè)蓋體抽芯滑塊整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)

側(cè)蓋體抽芯脫模機(jī)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)如圖4所示，側(cè)蓋體抽芯機(jī)構(gòu)的零部件包括斜導(dǎo)柱1、外層滑塊體2、導(dǎo)向壓條3、中心滑塊4、導(dǎo)滑滾珠5、塞打螺釘6、滾珠第一彈簧7、滾珠第二彈簧8、方導(dǎo)柱9、垂直抽芯滑塊10、銷釘11、垂直滑塊導(dǎo)向柱12及耐磨壓緊塊13。

圖4　側(cè)蓋體抽芯滑塊機(jī)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)

3.2關(guān)鍵功能件設(shè)計(jì)

抽芯機(jī)構(gòu)關(guān)鍵功能件結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5　抽芯關(guān)鍵功能件結(jié)構(gòu)

抽芯機(jī)構(gòu)關(guān)鍵功能件由中心滑塊4、方導(dǎo)柱9、垂直抽芯滑塊10、銷釘11及垂直滑塊導(dǎo)向柱12組成；機(jī)構(gòu)外層滑塊體2、中心滑塊4、垂直抽芯滑塊10各有一部分參與產(chǎn)品的模腔成型；抽芯時(shí)，由中心滑塊4先抽芯帶動(dòng)垂直抽芯滑塊10向上垂直抽芯，完成第一次、第二次抽芯，最終與外層滑塊體2一起帶出向外抽芯，完成第三次抽芯功能。

3.3機(jī)構(gòu)零件裝配關(guān)系分析

機(jī)構(gòu)零件的裝配具體情況如圖6所示。垂直抽芯滑塊10通過垂直滑塊導(dǎo)向柱12安裝于外層滑塊體2內(nèi)，垂直抽芯滑塊10沿垂直滑塊導(dǎo)向柱12可上下移動(dòng)；垂直抽芯滑塊10上通過銷釘11安裝有方導(dǎo)柱9，方導(dǎo)柱9上端安裝于中心滑塊4前端間隙槽內(nèi)，因而，中心滑塊4能通過方導(dǎo)柱9帶動(dòng)垂直抽芯滑塊10聯(lián)動(dòng)。

圖6　機(jī)構(gòu)零件裝配示意圖

中心滑塊4前端安裝有導(dǎo)滑滾珠5，導(dǎo)滑滾珠5由滾珠第一彈簧7、滾珠第二彈簧8頂托，以保證方導(dǎo)柱9的上端掛臺(tái)在中心滑塊4前端斜面上相對(duì)滑移時(shí)減小相對(duì)摩擦阻力；滾珠第二彈簧8由塞打螺釘6塞緊以防脫落（見圖6d）。

中心滑塊4安裝于外層滑塊體2中心槽內(nèi)；抽芯時(shí)，由斜導(dǎo)柱1帶動(dòng)抽芯；外層滑塊體2通過導(dǎo)向壓條3安裝于模具模板上；耐磨壓緊塊13的作用是保證外層滑塊體2、中心滑塊4、垂直抽芯滑塊10的準(zhǔn)確復(fù)位。

4　側(cè)蓋體抽芯機(jī)構(gòu)工作原理

側(cè)蓋體抽芯機(jī)構(gòu)的工作原理如圖7所示，其運(yùn)動(dòng)過程如下：

（1）第一次抽芯。

開模后，注塑機(jī)動(dòng)模板拉動(dòng)模具動(dòng)模部分后退，模具在分型面處打開時(shí)，斜導(dǎo)柱1按k1所示方向運(yùn)動(dòng)，從而首先撥動(dòng)中心滑塊4按k2所示方向運(yùn)動(dòng)，中心滑塊4上所示a點(diǎn)向外層滑塊體2上所示b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)；因而，中心滑塊4首先進(jìn)行抽芯動(dòng)作。

圖7　側(cè)蓋體抽芯機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)原理

（2）第二次抽芯。

在第一次抽芯動(dòng)作進(jìn)行的同時(shí)，中心滑塊4抽芯的前端將通過其上的斜面拉動(dòng)方導(dǎo)柱9按k3所示方向向上運(yùn)動(dòng)，方導(dǎo)柱9將帶動(dòng)垂直抽芯滑塊10做k4所示方向的垂直抽芯運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向則由垂直滑塊導(dǎo)向柱12所提供的垂直導(dǎo)向k5所示方向保證；待中心滑塊4上所示a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到與外層滑塊體2上所示b點(diǎn)重合后，垂直抽芯滑塊10的垂直抽芯動(dòng)作完成。

（3）第三次抽芯。

待上述第一次抽芯、第二次抽芯步驟動(dòng)作完成后，斜導(dǎo)柱1將帶著中心滑塊4、外層滑塊體2一起向外抽出，從而完成外層滑塊體2、中心滑塊4、垂直抽芯滑塊10所對(duì)應(yīng)產(chǎn)品成型部位M處的抽芯脫模。

（4）復(fù)位。

復(fù)位時(shí)，與抽芯動(dòng)作的過程相反，斜導(dǎo)柱1先將中心滑塊4壓回，從而將垂直抽芯滑塊10預(yù)先壓回復(fù)位，而后斜導(dǎo)柱1將外層滑塊體2壓回復(fù)位，最后由耐磨壓緊塊13將外層滑塊體2、中心滑塊4完全壓回完成復(fù)位，模具閉合，等待下一個(gè)注塑循環(huán)的開始。

5　結(jié)論

結(jié)合側(cè)蓋體抽芯部位的特點(diǎn)，采用斜面導(dǎo)向提升+豎直導(dǎo)向限位的方式，設(shè)計(jì)了水平+垂直復(fù)合抽芯聯(lián)動(dòng)式組合滑塊體機(jī)構(gòu)，有效地解決了側(cè)蓋體側(cè)抽芯水平扣條位滑塊頭分次順序抽芯問題，避免了生產(chǎn)時(shí)手工取滑塊頭或其它非機(jī)動(dòng)式復(fù)雜機(jī)構(gòu)取滑塊頭的不便操作，實(shí)現(xiàn)了異型蓋產(chǎn)品的自動(dòng)化生產(chǎn)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、緊湊，工作穩(wěn)定可靠，有效地降低了模具生產(chǎn)成本。

［1］ 侯英利，吳改會(huì)，龍秒剛.小型熱固性塑料壓模側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)［J］.模具工業(yè)，2013，39（4）:48-49. Hou Yingli，Wu Gaihui，Long Miaogang. Development of side core-pulling mechanism in mould for small thermoset plastic part［J］. Die & Mould Industry，2013，39（4）:48-49.

［2］ 劉保臣，陳靜波，申長雨.雙脫模模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)［J］.工程塑料應(yīng)用，2007，35（4）:65-67. Liu Baochen，Chen Jingbo，Shen Changyu. Design of injection mould with double stripper mechanism［J］. Engineering Plastics Application，2007，35（4）:65-67.

［3］ 郭辰光，李源，李威力.果汁機(jī)杯蓋同向側(cè)抽芯注塑模具設(shè)計(jì)［J］.工程塑料應(yīng)用，2015，43（4）:73-76. Guo Chenguang，Li Yuan，Li Weili. One side core-pulling injection mould design of fruit juice extractor cover［J］.Engineering Plastics Application，2015，43（4）:73-76.

［4］ 陳娟.手機(jī)后蓋定?；瑝K注塑模具設(shè)計(jì)［J］.工程塑料應(yīng)用，2014，42（5）:63-67. Chen Juan. Design of injection mould with side action by cavity slide for mobile phone back cover［J］. Engineering Plastics Application，2014，42（5）:63-67.

雙螺桿擠出行業(yè)“小巨人”科亞轉(zhuǎn)型重新開業(yè)

2015年以來，出口訂單萎縮，塑料制品與改性專用料滯銷，直接影響雙螺桿的市場(chǎng)走向，不過在一片低迷中，2016年1月9日，科亞裝備集團(tuán)在南京舉行隆重開業(yè)慶典。這家中國雙螺桿擠出行業(yè)的“小巨人”在2010年重新創(chuàng)建后再次進(jìn)行企業(yè)重大變革。

（1）科亞的4個(gè)重要時(shí)刻。

1993年，科亞成立于南京，開啟中國同向雙螺桿擠出機(jī)企業(yè)制造先河。如今南京已成為中國雙螺桿擠出設(shè)備的重要生產(chǎn)基地，到2003年科亞發(fā)展成為資產(chǎn)上億元人民幣、國內(nèi)第一的雙螺桿企業(yè)。

2004年，科亞與世界雙螺桿巨頭科倍隆公司合并，根據(jù)當(dāng)時(shí)的合并協(xié)議，科亞創(chuàng)始人劉光知出任新公司CEO，合同期5年。

2010年，劉光知重建南京科亞化工成套裝備有限公司。

“經(jīng)過5年發(fā)展，科亞積累了豐富的人才和市場(chǎng)資源，目前公司150多名員工中，大中專學(xué)歷超過六成；以往8個(gè)事業(yè)部在各自領(lǐng)域積累了豐富市場(chǎng)資源。為進(jìn)一步提升企業(yè)活力與競(jìng)爭(zhēng)力，公司決定進(jìn)行此次變革和更名。”劉光知說。

（2）多方向延伸詳解集團(tuán)新架構(gòu)。

從南京科亞化工成套裝備有限公司到科亞裝備集團(tuán)，不僅僅是名字的變更，更是一次公司結(jié)構(gòu)的重大調(diào)整。

劉光知說，此次變更主要將原來8個(gè)事業(yè)部（新材料研發(fā)與成套裝備、工程塑料改性造粒、色母粒工藝及設(shè)備、石化造粒設(shè)備及備件、電線電纜材料、降解再生塑料、往復(fù)機(jī)熱固性材料、成套裝備及新材料精制）調(diào)整為6個(gè)子公司，獨(dú)立運(yùn)營，集團(tuán)主要負(fù)責(zé)整體管理。

6個(gè)子公司分別是：科亞新技術(shù)應(yīng)用、科亞配混工程公司、科亞工程塑料裝備、科亞系統(tǒng)技術(shù)、科亞機(jī)電設(shè)備制造、科亞過程控制。

同時(shí)，集團(tuán)也將從專注雙螺桿技術(shù)向上、下游延伸拓展，致力成為雙螺桿成套設(shè)備供應(yīng)商：向上進(jìn)行新材料研發(fā)（包括特種材料的反應(yīng)擠出、濃溶液提濃、大容量脫揮、各種專用料/生物降解料試制、回收料的循環(huán)利用等）；向下利用雙螺桿一步成型法拓展片材、管材以及異型材的生產(chǎn)；橫向發(fā)展改性料注塑生產(chǎn)成套裝備，將雙螺桿應(yīng)用到注塑機(jī)上，滿足大型注塑件的需求；另外，向雙螺桿周邊配套設(shè)備延伸，包括切料、輸送、配混等設(shè)備的成套開發(fā)?！澳壳埃瑖鴥?nèi)輔助設(shè)備質(zhì)量良莠不齊，但輔助設(shè)備對(duì)生產(chǎn)的意義不容忽視，因此，我們決定開發(fā)這一塊業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)雙螺桿生產(chǎn)線成套技術(shù)輸出?！?/p>

（3）逆勢(shì)飄紅創(chuàng)最佳業(yè)績。

劉光知說，“2015年財(cái)年（2014年11月1日～2015年10月31日），科亞實(shí)現(xiàn)銷售額1.5億元人民幣，承接訂單380多套，完成裝備或改造291臺(tái)套，是歷年最好成績。”目前公司150多人，相當(dāng)于人均產(chǎn)值100萬元人民幣。

在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)不景氣環(huán)境下，逆勢(shì)增長主要?dú)w因于出口，目前海外銷售占科亞業(yè)績的30%?！跋鄬?duì)而言，國內(nèi)市場(chǎng)面臨較大壓力，據(jù)我所知，南京雙螺桿企業(yè)有的已處于半停產(chǎn)狀態(tài)。這也是我們決心轉(zhuǎn)型的原因之一。通過從雙螺桿向成套設(shè)備的轉(zhuǎn)變，獲得更大市場(chǎng)空間，同時(shí)，通過將雙螺桿技術(shù)做精，多方面地拓展延伸?！?/p>

（中國塑料機(jī)械網(wǎng)）

科思創(chuàng)攜手山口大學(xué)用聚氨酯泡沫建生態(tài)屋

日前科思創(chuàng)與日本山口大學(xué)的學(xué)生攜手建了一所生態(tài)屋?？扑紕?chuàng)的聚氨酯泡沫用于建屋頂。

德國科思創(chuàng)為該項(xiàng)目提供專業(yè)知識(shí)和材料，受到日本經(jīng)濟(jì)部、貿(mào)易部和工業(yè)部的大力支持。房屋原型設(shè)計(jì)零能耗。

這座生態(tài)屋是山口大學(xué)參賽者們?cè)凇拔磥碇摇痹O(shè)計(jì)比賽中所選五個(gè)類似項(xiàng)目之一。

日本政府的目標(biāo)是到2030年實(shí)現(xiàn)所有新建房屋零排放。

山口大學(xué)的零排放屋用到科思創(chuàng)的產(chǎn)品，如聚氨酯板、真空隔熱板和聚氨酯泡沫板。

據(jù)科思創(chuàng)報(bào)道稱，這個(gè)項(xiàng)目在山口大學(xué)此次比賽上獲得了一等獎(jiǎng)，并于2015年10月，獲得了城市創(chuàng)新獎(jiǎng)，它是科思創(chuàng)在建筑行業(yè)解決方案能力上的最佳展示。

（ 工程塑料網(wǎng)）

Design of Three Sequential Slider Core Pulling Mechanism

Xiao Guohua1， Xu Sheng1， Shen Zhongliang1， Zhang Zhiqiang2， Zheng Feng3
（1. Modern Mould and Intelligent Technology of Manufacturing Equipment Collaborative Innovation Center， Zhejiang Business Technology Institute， Ningbo 315012， China； 2. Ningbo Yangchao Automobile Plastic Molding Co.， Ltd.， Ningbo 315012， China；3. Central South University ， Changsha 410083， China）

A type of three sequential slider core pulling mechanism for the side cover of vertical double shell cover was introduced. Base on demoulding requirements for which the side cover should be demoulded synchronously on the horizontal and vertical direction at same position，a special three sequential slider core pulling mechanism was designed. The mechanism working procedure includes three steps，the first step is to complete the core pulling for the local region of the side cover，and the second step is to complete the core pulling for vertical region，the third step is to complete the core pulling for the rest region. The mechanism adopts the mechanical method to realize the core pulling，its structure is simple，the mold structure is simplified，the production cost is reduced，and the mechanism working is stable and reliable.

injection mold；slider；sequential core pulling；mechanics drawing；mechanism design

TQ320.66+2

A

1001-3539（2016）02-0088-04

10.3969/j.issn.1001-3539.2016.02.017

*浙江省教育廳縱向課題（Y201533811）

聯(lián)系人：肖國華，工程師，講師，主要研究方向?yàn)槟＞叱尚凸に嚒⒛＞咴O(shè)計(jì)、模具制造及模流CAE分析

2015-11-12