聲吶面罩殼八滑塊六次抽芯復(fù)合機(jī)構(gòu)注塑模具設(shè)計(jì)

吳炳進(jìn)

(黎明職業(yè)大學(xué)智能制造學(xué)院，福建 泉州 362000)

0 前言

塑件產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，不但要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的功能作用，同時(shí)也要結(jié)合產(chǎn)品的具體成型工藝來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。產(chǎn)品采用注塑方式成型時(shí)，對(duì)于大型塑件產(chǎn)品而言，材料的物理特性影響產(chǎn)品的成型尺寸精度；產(chǎn)品上結(jié)構(gòu)特征的復(fù)雜程度及特征的位置設(shè)置影響產(chǎn)品成型模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難易程度[1-4]。模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，一個(gè)重要方面體現(xiàn)在產(chǎn)品的脫模問(wèn)題上[5-8];產(chǎn)品脫模時(shí)，如果存在脫模方向與模具開閉方向不一致的特征，則須設(shè)計(jì)特殊的側(cè)向脫模機(jī)構(gòu)，側(cè)向脫模機(jī)構(gòu)的出模方向一種為與模具開閉方向垂直水平向抽芯，一種與開模方向成一定的斜向角度斜向抽芯；單一的水平向抽芯或者斜向抽芯如果數(shù)量比價(jià)少，模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相對(duì)較為簡(jiǎn)單；如果數(shù)量比較多，特別是在同一位置，或者內(nèi)壁狹窄空間內(nèi)，存在需要多向抽芯的結(jié)構(gòu)特征時(shí)，脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)相對(duì)較為復(fù)雜，有時(shí)甚至使產(chǎn)品的脫模成為不可能，因而，在滿足產(chǎn)品既定功能前提下的塑件復(fù)雜特征的脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，需要較多的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣，直接影響到模具的生產(chǎn)制造成本[9-14]。擬結(jié)合某聲吶面罩殼塑件內(nèi)壁復(fù)雜的脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及塑件整體模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)做出案例設(shè)計(jì)參考。

1 塑件結(jié)構(gòu)

聲吶面罩殼塑件結(jié)構(gòu)如圖1所示，塑件材料為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物/聚碳酸酯(ABS/PC)共混物。塑件外形為矩形框體形狀，外壁6個(gè)面中，有一面為開放敞口(F1面)，一面為半開放型口(E1面)；其余各面分別為A1、B1、C1、D1 4個(gè)面。塑件上，設(shè)計(jì)有K1～K10 10種類型的結(jié)構(gòu)特征，其中，K1為方臺(tái)型透氣孔、K2矩形圓角孔、K3為圓孔、K4為矩形圓角孔、K5為倒圓凹槽、K6為帶加強(qiáng)筋倒勾、K7為矩形格子槽、K8為格子槽圓孔、K9為加強(qiáng)筋、K10為螺柱孔。

K1～K10—特征分類代號(hào) A1～F1—塑件外壁 A2～D2—塑件內(nèi)壁圖1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)Fig.1 Product structure

A1、B1、C1、D1、F1、E1為塑件的外壁，A2、B2、C2、D2為塑件的內(nèi)壁。K2、K3、K4孔都為邊沿雙面圓角型孔，分型時(shí)只能將分型線設(shè)置于孔厚度的中央位置。特征在塑件各面上的分布如圖2所示。

K1～K10—特征分類代號(hào) A1～F1—塑件外壁 A2～D2—塑件內(nèi)壁(a)塑件外壁前軸測(cè)圖 (b)塑件內(nèi)壁軸測(cè)視圖圖2 特征在塑件框體上的分布Fig.2 Distribution of features on plastic frame

綜合塑件上述基本特征，模具設(shè)計(jì)時(shí)，塑件模腔的分型、澆注、冷卻、排氣設(shè)計(jì)等難度較小，難點(diǎn)在于A2、B2、C2、D2內(nèi)壁上塑件特征的脫模，其中K1、K2的脫模方向與開模方向同向，K3、K4、K6、K7、K9脫模方向?yàn)榇怪庇贑2、D2面，同時(shí)也垂直于模具開模方向的特征，K8、K10脫模方向?yàn)榇怪庇贐2面，同時(shí)也垂直于模具開模方向的特征。且K5、K6、K7、K8、K9、K10在分布為位置上，集中于塑件內(nèi)壁兩端較小的區(qū)域內(nèi)，脫模方向相互干涉，脫模機(jī)構(gòu)難以設(shè)計(jì)，需要做較好的機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)方能保證這些特征的完整脫模，從而降低模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度和降低模具制造成本，保證塑件的自動(dòng)化注塑生產(chǎn)[15-17]。

2 分型設(shè)計(jì)

本塑件分型設(shè)計(jì)時(shí)，脫模困難區(qū)域主要是內(nèi)壁成型件與塑件的分離困難，因而脫模方案選用不同的方式，則相應(yīng)的脫模機(jī)構(gòu)也不同，塑件的分型設(shè)計(jì)也不同，因而，本例中，有2種不同的脫模方案可選，因而相應(yīng)的分型方式有2種，分別如下:

(1)方案A：若采用圖3(a)所示分型，塑件內(nèi)壁成型件的脫模方式為：如圖3b所示，將內(nèi)壁型芯分割為X1～X7共7個(gè)區(qū)域，才能實(shí)現(xiàn)內(nèi)壁成型件的分次脫離。其脫離方式可以通過(guò)多級(jí)順序分次打開驅(qū)動(dòng)來(lái)進(jìn)行，具體考慮為，先將X1塊、X2塊按T1方向，即模具開模方向負(fù)方向Z-方向取走，以騰出X3塊按T2方向抽芯的空間，及X7塊按T5方向抽芯的可能；然后X3塊再讓出空間，以供X4、X5按T3、T5方向抽芯。實(shí)際零件設(shè)計(jì)時(shí)，X1、X2為固定于模板上的動(dòng)模型芯鑲件，X3理論上可以為斜頂，也可以為內(nèi)收型滑塊，但X3做成斜頂明顯不合適，因而做成內(nèi)收滑塊較為合適，X3塊的側(cè)抽芯距離(f)需32+(2～3) mm，且受到K10特征的限制；X4、X5、X6、X7理論上都可以做斜頂，X4塊不能做斜頂，因?yàn)閄4塊要與塑件分離，需要做T3、T4兩個(gè)方向的移動(dòng)，且其按T4方向移動(dòng)時(shí)，將與只沿T5方向斜抽芯的X5塊干涉。X5塊側(cè)向抽芯限制相對(duì)較少，但X6、X7塊限制多，X6塊按T5方向抽芯時(shí)，其抽芯距收到K10特征的阻擋，其所需抽芯距為13+(2～3) mm，其運(yùn)動(dòng)空間距離(S)僅26 mm；X7按T5方向抽芯雖不受限制，但其特征為雙層矩形孔，其所需抽芯比較大，至少需20+(2～3) mm；因而，X6塊、X7塊不能做成同一個(gè)斜頂塊，只能分開設(shè)置，且斜頂?shù)捻敵鼋嵌炔灰粯樱驗(yàn)槠鋫?cè)抽芯距離不一樣。因而，此方案下，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常困難，主要為：1)為實(shí)現(xiàn)上述多級(jí)動(dòng)作，模具至少需開模3次以上，模具結(jié)構(gòu)明顯變得復(fù)雜，制造成本高，加工難度大；2)為實(shí)現(xiàn)各成型塊的抽芯運(yùn)動(dòng)，X3～X7塊的尺寸只能設(shè)計(jì)小尺寸，成型件強(qiáng)度明顯變差，模具壽命變短；3)X4塊需要做T3、T4向的兩次抽芯，機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)難度大，且在T4向與X5塊干涉，機(jī)構(gòu)布局及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變得復(fù)雜；4)X6、X7塊位置接近，同一位置同時(shí)設(shè)置兩個(gè)不同頂出斜角的斜頂明顯不合適，機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)困難，如一個(gè)做內(nèi)收滑塊，一個(gè)做斜頂，模具結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。所以，總的來(lái)說(shuō)，采用圖3(a)所示分型布局后，采用開模頂出時(shí)多級(jí)順序抽芯脫模，方案A將使模具結(jié)構(gòu)變得異常復(fù)雜，機(jī)構(gòu)動(dòng)作潛在的干涉因素多，模具的可靠性變差，因而，方案A可行性不好。

X1～X7—成型塊 T1～T5抽芯方向 S—X6抽芯空間限制距離 f—X3內(nèi)收抽芯限制距離 K1～K10—特征分類代號(hào) C2、B2—塑件內(nèi)壁(a)方案A分型 (b)方案A脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析圖3 脫模方案A分析Fig.3 Analysis of demoulding scheme A

(2)方案B：針對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可采用如下圖4所示方案B分型方式來(lái)進(jìn)行模腔及成型零件的設(shè)計(jì)。選取A1面的最大外沿輪廓作為模腔的主分型面；針對(duì)外壁B1、C1、D1 3個(gè)面的成型與脫模需要，分別構(gòu)造了B1面成型滑塊、C1面成型滑塊、D1面成型滑塊來(lái)成型；針對(duì)E1面，設(shè)計(jì)了下分型面以實(shí)現(xiàn)其成型；針對(duì)內(nèi)壁區(qū)域的成型與脫模，單獨(dú)設(shè)計(jì)一個(gè)復(fù)合化垮機(jī)構(gòu)來(lái)完成此區(qū)域的成型與脫模。因而，本塑件的分型及成型件的結(jié)構(gòu)形式為：通過(guò)主分型面分割，其以上部分構(gòu)成模腔的型腔成型件區(qū)域；下分型面以下區(qū)域則構(gòu)成模腔的型芯成型件區(qū)域；4個(gè)側(cè)面分別設(shè)置為4個(gè)滑塊側(cè)成型區(qū)域。

(a)分型面前側(cè)軸測(cè)視圖 (b)分型面后側(cè)軸測(cè)視圖圖4 脫模方案B分析Fig.4 Analysis of demoulding scheme A

K1～K10—特征分類代號(hào) F1～F4、F1″～F4″—滑塊抽芯運(yùn)動(dòng)方向代號(hào)26—第一主滑塊 31—第二滑塊 32—第五滑塊 33—第七滑塊 34—第八滑塊 31″—第三滑塊 32″—第六滑塊(a)內(nèi)壁抽芯機(jī)構(gòu)滑塊組件 (b)內(nèi)壁成型滑塊抽芯動(dòng)作示意圖圖5 內(nèi)壁成型鑲件設(shè)計(jì)Fig.5 Design of inner wall forming inserts

方案B中內(nèi)壁抽芯機(jī)構(gòu)方案如圖5所示，主要針對(duì)內(nèi)壁B2、C2、D2上的特征及內(nèi)壁的脫模而設(shè)計(jì)。從塑件的結(jié)構(gòu)特征看，結(jié)合圖2所示，成型B2、C2、D2面的內(nèi)壁成型件與塑件的分離只能從垂直于B2面的方向抽出，而3個(gè)內(nèi)壁上各成型件的抽芯方向分別為：如圖5(a)所示，1)位于A1面上的2個(gè)K1特征，其抽芯方向?yàn)榇怪庇贏2的方向；而K2特征，則須一半從垂直于A1面的方向抽出，一半從垂直于A2面的方向抽出； 2)對(duì)于K3、K4特征，一半須從分別垂直于C1、D1面的兩個(gè)外推方向抽出，一半須從垂直于C2、D2的2個(gè)內(nèi)收方向抽出；3)K6、K7、K9特征只能按垂直于C2、D2面的內(nèi)收方向抽出；4)K8、K10特征須從沿垂直于B2面的方向抽出，且K8與K7的存在干涉，只能先抽出K8的型芯后，才能抽出K7的型芯；5)內(nèi)壁B2、C2、D2所包圍的空間比較大，因而可以采用不同成型鑲件拼合構(gòu)成內(nèi)壁成型所需的成型鑲件，這樣便于分步對(duì)上述各難脫模特征進(jìn)行抽芯脫模。因而，對(duì)應(yīng)特征的成型與脫模情況為：K1、K2特征的成型與抽芯由滑塊33、34來(lái)完成，K3、K4、K6、K7特征則由31、31″、32、32″ 4個(gè)滑塊來(lái)完成，K8、K10特征則由滑塊26來(lái)完成。

注塑完成后，機(jī)構(gòu)各滑塊的抽芯動(dòng)作安排為：如圖5(b)所示， 1)滑塊26按F1方向先抽出，以讓出滑塊31、31″的按F2、F2″方向內(nèi)抽芯運(yùn)動(dòng)空間，同時(shí)實(shí)現(xiàn)B1內(nèi)壁面大部分區(qū)域的脫模，及K8特征的脫模；2)滑塊26先抽出一段距離讓出空間后，帶動(dòng)滑塊31、31″按按F2、F2″方向內(nèi)抽芯，完成K4、K6、K7、1個(gè)K3孔、部分K9特征的脫模；3)滑塊31、31″內(nèi)收抽芯完成后，再繼續(xù)由滑塊26帶動(dòng)按與F1方向平行的F3、F3″方向繼續(xù)抽出一段距離，以為后續(xù)四個(gè)滑塊的動(dòng)作繼續(xù)讓出空間； 4)前述三步動(dòng)作完成后，滑塊33、34按F4、F4″方向下沉抽芯， 完成K1、K2特征的脫模，并為滑塊32、32″的按F5、F5″的內(nèi)收抽芯讓出運(yùn)動(dòng)空間；5)滑塊32、32″按F5、F5″方向內(nèi)收抽芯，完成剩余2個(gè)K3特征孔及部分K9特征的脫模。

3 模具結(jié)構(gòu)

模具設(shè)計(jì)時(shí)，在運(yùn)用CAE輔助分析的基礎(chǔ)上，運(yùn)用UG10.0 3D結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和AutoCAD 2D平面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)，完成了本模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最終獲得的模具結(jié)構(gòu)如圖6所示，模具采用三板模結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化注塑生產(chǎn)。模腔布局為一模一腔，因?yàn)樗芗獗诘腃1、D1、B1 3個(gè)側(cè)面需要采用側(cè)面滑塊抽芯機(jī)構(gòu)進(jìn)行成型，因而，采用多腔布局勢(shì)必加大模架的結(jié)構(gòu)尺寸，需要更大的注塑機(jī)，且機(jī)構(gòu)布置空間難度加大。

1—上頂板 2—流道板 3—定模固定板 4—B1面滑塊驅(qū)動(dòng)油缸 5—B1面成型滑塊 6—型芯固定板 7—?jiǎng)幽|板 8—?jiǎng)幽|塊 9—下底板 10—復(fù)位桿 11—復(fù)位桿彈簧 12—頂針面板 13—頂針推板 14—頂針 15—頂出行程限位塊 16—第一導(dǎo)柱 17—第二導(dǎo)柱 18—尼龍扣 19—分型定距拉桿 20—推板導(dǎo)柱 21—D1面成型滑塊 22—D1面滑塊驅(qū)動(dòng)油缸 23—C1面成型滑塊 24—C1面滑塊驅(qū)動(dòng)油缸 25—第一主滑塊驅(qū)動(dòng)油缸 26—第一主滑塊 27—型腔鑲件 28—圓柱精定位塊 29—拉料桿 30—法蘭灌嘴 P1、P2、P3—分型面代號(hào)圖6 模具結(jié)構(gòu)Fig.6 Mould Structure

為保證澆注的流道廢料能自動(dòng)與塑件分離和從模具上自動(dòng)脫模，澆注系統(tǒng)采用點(diǎn)澆口方式進(jìn)行澆注，點(diǎn)澆口進(jìn)膠直徑φ1 mm，兩點(diǎn)點(diǎn)澆口，分別位于塑件的兩端，對(duì)稱式布置；定模固定板3上的水平流道截面采用U型槽截面，截面尺寸設(shè)計(jì)為8 mm×5 mm×6 mm；澆口進(jìn)膠直的垂直流道分兩段，上端設(shè)置于定模固定板3內(nèi)，下端設(shè)置于型腔鑲件27內(nèi)，上段的下端尺寸為φ4.5 mm，下段的上端尺寸為φ4 mm，以保證因裝配間隙的問(wèn)題熔融塑料進(jìn)入裝配間隙而導(dǎo)致垂直流道廢料拔出時(shí)被卡死而拔不出。

冷卻采用φ8mm管道進(jìn)行冷卻，為保證模腔能得到充分均勻的冷卻，防止塑件因冷卻不均而發(fā)生翹曲變形，主要成型件及每個(gè)成型滑塊鑲件皆設(shè)置單獨(dú)水路進(jìn)行冷卻，管道共設(shè)置有14條，其中：型腔鑲件27有2條串聯(lián)水路，B1面成型滑塊5、D1面成型滑塊21、C1面成型滑塊23各有1條；圖5中所示的7個(gè)鑲件各自采用單獨(dú)水路進(jìn)行冷卻；型芯固定板6有2條；管道封堵采用管牙銅塞纏生膠帶進(jìn)行密封封堵，管道的接入接出采用外接式管牙快速接頭。

成型模腔的排氣采用成型件間間隙進(jìn)行排氣，間隙控制在δ≤0.02 mm。

模架選用龍記LKM非標(biāo)準(zhǔn)模架，模架開模打開面有2個(gè)，分別為P1、P2、P3面；模板流道板2、定模固定板3的打開分型定距由組合式拉桿19進(jìn)行控制，P3分型面打開前，時(shí)模腔的閉合聚酰胺扣28進(jìn)行控制。模架的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)采用兩種類型8副導(dǎo)柱導(dǎo)套來(lái)完成，第一導(dǎo)柱16構(gòu)成的主導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于模板的導(dǎo)向，第二導(dǎo)柱17構(gòu)成的導(dǎo)柱機(jī)構(gòu)主要用于保證定模固定板3和動(dòng)模墊板7的準(zhǔn)確復(fù)位導(dǎo)向。

塑件從模具上的完全頂出采用主要由頂針14構(gòu)成頂針推板頂出機(jī)構(gòu)頂出完全脫模。

本模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是內(nèi)外壁脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，其中，外壁B1、C1、D1 3個(gè)側(cè)面的脫模采用3個(gè)油缸驅(qū)動(dòng)的側(cè)面滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行側(cè)抽芯脫模，分別為B1面滑塊驅(qū)動(dòng)油缸4驅(qū)動(dòng)的B1面?zhèn)让婊瑝K抽芯機(jī)構(gòu)、D1面滑塊驅(qū)動(dòng)油缸22驅(qū)動(dòng)的D1面?zhèn)让婊瑝K抽芯機(jī)構(gòu)及C1面滑塊驅(qū)動(dòng)油缸24驅(qū)動(dòng)的C1面?zhèn)让婊瑝K抽芯機(jī)構(gòu)。此3個(gè)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)相似，為常用型油缸驅(qū)動(dòng)壓條導(dǎo)向滑塊側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。內(nèi)壁B2、C2、D2則采用一種創(chuàng)新型組合滑塊機(jī)構(gòu)來(lái)進(jìn)行分步抽芯脫模，該機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)是本模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。

4 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

4.1 外壁側(cè)面抽芯機(jī)構(gòu)

結(jié)合圖6所示，外壁B1、C1、D1 3個(gè)側(cè)面所用的側(cè)面抽芯機(jī)構(gòu)采用油缸驅(qū)動(dòng)滑塊型常用機(jī)構(gòu)，其中B1面抽芯機(jī)構(gòu)的主要構(gòu)成零件為B1面滑塊驅(qū)動(dòng)油缸4和B1面成型滑塊5，C1面抽芯機(jī)構(gòu)的主要構(gòu)成零件為C1面成型滑塊23和C1面滑塊驅(qū)動(dòng)油缸24；D1面抽芯機(jī)構(gòu)的構(gòu)成零件為D1面成型滑塊21、D1面滑塊驅(qū)動(dòng)油缸22。3個(gè)機(jī)構(gòu)都采用油缸驅(qū)動(dòng)，以保證有足夠的滑塊側(cè)面抽芯驅(qū)動(dòng)力，3個(gè)機(jī)構(gòu)的滑塊都通過(guò)相應(yīng)的滑塊壓條安裝于動(dòng)模側(cè)的型芯固定板6上，其在模具上的布局如圖7(a)所示。

40—第一主滑塊中央導(dǎo)條 41—第四滑塊驅(qū)動(dòng)油缸 42—第四滑塊 43—第四滑塊導(dǎo)向條 44—第二機(jī)構(gòu)支撐板 45—第五滑塊限位條 46—行程開關(guān) 47—驅(qū)動(dòng)擺臂 48—第五滑塊驅(qū)動(dòng)肘 49—第一主滑塊壓條 50—第一主滑塊底耐磨板(a)滑塊抽芯機(jī)構(gòu)構(gòu)成 (b)內(nèi)壁抽芯機(jī)構(gòu)圖7 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)Fig.7 Side core-pulling mechanism

4.2 內(nèi)壁抽芯機(jī)構(gòu)

(1)內(nèi)壁的抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成一種八滑塊六次抽芯復(fù)合機(jī)構(gòu)，按上節(jié)所述設(shè)計(jì)原理，結(jié)合圖6所示，所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)裝配如圖7(b)所示，機(jī)構(gòu)有兩大子機(jī)構(gòu)構(gòu)成 ，第一個(gè)子機(jī)構(gòu)為第一主滑塊26及其驅(qū)動(dòng)下的第二滑塊31、第三滑塊31″所構(gòu)成的前3次抽芯機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)主要組成零件包括件25、26、49、50、31、35～40，機(jī)構(gòu)由第一主滑塊驅(qū)動(dòng)油缸25作為主動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)。第二子機(jī)構(gòu)為第四滑塊驅(qū)動(dòng)油缸41驅(qū)動(dòng)的后3次抽芯機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)主要組成零件包括件32、33、34、41～48。機(jī)構(gòu)包含8個(gè)子滑塊，分6次抽芯動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)塑件內(nèi)壁的完全脫模，分別為油缸25驅(qū)動(dòng)下的前3次抽芯，油缸41驅(qū)動(dòng)下的后3次抽芯，結(jié)合圖5(b)中所示，其動(dòng)作要領(lǐng)為：1)第一次，第一主滑塊 26的抽芯；2)第二次，第二滑塊 31、第三滑塊 31″的F2向、F2″方向的內(nèi)抽芯；3)第三次，第二滑塊 31、第三滑塊 31″的按F3向、F3″方向的移位讓出空間抽芯；4)第四次，第四滑塊42的驅(qū)動(dòng)抽芯動(dòng)作；5)第七滑塊 33、第八滑塊 34做F4向的抽芯；6)第六次，第五滑塊 32、第六滑塊 32″做F5向、F5″向的內(nèi)抽芯。機(jī)構(gòu)的零件組成如圖8所示。

25—第一主滑塊驅(qū)動(dòng)油缸 26—第一主滑塊 31—第二滑塊 32—第五滑塊 33—第七滑塊 34—第八滑塊 35—第二滑塊驅(qū)動(dòng)條 36—第二滑塊下底板 37—第二滑塊底導(dǎo)向板 38—第二滑塊橫向滑動(dòng)槽 39—第二滑塊直向滑動(dòng)槽 40—第一主滑塊中央導(dǎo)條 41—第四滑塊驅(qū)動(dòng)油缸 42—第四滑塊 43—第四滑塊導(dǎo)向條 44—第二機(jī)構(gòu)支撐板 45—第五滑塊限位條 46—行程開關(guān) 47—驅(qū)動(dòng)擺臂 48—第五滑塊驅(qū)動(dòng)肘 49—第一主滑塊壓條 50—第一主滑塊底耐磨板 31″—第三滑塊 32″—第六滑塊 35″—第三滑塊驅(qū)動(dòng)條圖8 8滑塊6次抽芯復(fù)合機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)Fig.8 Sliders with six core-pulling composite mechanism structure

F1、F2、F2″—抽芯運(yùn)動(dòng)方向(a)第一機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)組成 (b)第一機(jī)構(gòu)工作原理圖9 上層抽芯機(jī)構(gòu)工作原理Fig.9 Working principle of upper layer core-pulling mechanism

(2)第一子機(jī)構(gòu)的裝配情況為：第一子機(jī)構(gòu)分拆后的結(jié)構(gòu)如圖9(a)所示，結(jié)合圖5(b)、圖8中所示，第一主滑塊驅(qū)動(dòng)油缸25通過(guò)安裝于模架動(dòng)模墊板7的一側(cè)，通過(guò)其中心桿來(lái)驅(qū)動(dòng)第一主滑塊26做向外的抽芯動(dòng)作，第一主滑塊 26由第一主滑塊壓條49導(dǎo)向安裝于動(dòng)模墊板7上，其下配套設(shè)置有第一主滑塊底耐磨板50及導(dǎo)向件第一主滑塊中央導(dǎo)條40。第二滑塊驅(qū)動(dòng)條35和第三滑塊驅(qū)動(dòng)條35″通過(guò)螺釘緊固安裝于第一主滑塊 26的底部，此兩驅(qū)動(dòng)條通過(guò)其上設(shè)置的驅(qū)動(dòng)段用于驅(qū)動(dòng)第二滑塊31、第三滑塊31″依次做圖5(b)中所示的F2、F2″向和F3、F3″向的抽芯運(yùn)動(dòng)。第二滑塊31結(jié)構(gòu)與第三滑塊31″結(jié)構(gòu)相同；第二滑塊 31的安裝情況為：如圖9(b)所示，第二滑塊31的底部安裝有第二滑塊下底板36、第二滑塊底導(dǎo)向板37；第二滑塊橫向滑動(dòng)槽38安裝于第二滑塊底導(dǎo)向板37上，用于第二滑塊 31能沿第二滑塊橫向滑動(dòng)槽38做F2向的橫向抽芯運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，第二滑塊底導(dǎo)向板37也能沿安裝于動(dòng)模墊板7上的第二滑塊直向滑動(dòng)槽39做F3向的直向抽芯運(yùn)動(dòng)。

機(jī)構(gòu)工作時(shí)，由油缸25驅(qū)動(dòng)第一主滑塊26按F1方向抽出，此為機(jī)構(gòu)的第一次抽芯；第一主滑塊26帶動(dòng)第二滑塊驅(qū)動(dòng)條35同步運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，第二滑塊驅(qū)動(dòng)條35上的導(dǎo)向驅(qū)動(dòng)段為平行段，先不對(duì)第二滑塊 31驅(qū)動(dòng)，當(dāng)?shù)谝恢骰瑝K 26抽出一定距離讓出空間后，第二滑塊驅(qū)動(dòng)條35上的斜坡段能驅(qū)動(dòng)第二滑塊31沿第二滑塊橫向滑動(dòng)槽38先做F2向側(cè)抽芯，此為機(jī)構(gòu)的第二次抽芯；待第二滑塊31的F2向抽芯完成后，第第二滑塊驅(qū)動(dòng)條35的斜坡段末端凸起拉住第二滑塊31與第一主滑塊26同步沿第二滑塊直向滑動(dòng)槽39所導(dǎo)向的F3向抽出，為第五、第六、第七、第八滑塊的抽芯動(dòng)作讓出運(yùn)動(dòng)空間，此為機(jī)構(gòu)的第三次抽芯。

(3)第二子機(jī)構(gòu)的零件裝配情況為：如圖10所示，結(jié)合圖8，第二機(jī)構(gòu)支撐板44為機(jī)構(gòu)承載板，第四滑塊驅(qū)動(dòng)油缸41安裝于其上的一側(cè)，并設(shè)置有行程開關(guān)46以控制抽芯行程；第四滑塊42通過(guò)第四滑塊導(dǎo)向條43安裝于第二機(jī)構(gòu)支撐板44上，由第四滑塊驅(qū)動(dòng)油缸41驅(qū)動(dòng)其沿第四滑塊導(dǎo)向條43做F6向的滑動(dòng)移動(dòng)；第四滑塊42的側(cè)面設(shè)置有驅(qū)動(dòng)第七滑塊 33、第八滑塊 34做F4向的運(yùn)動(dòng)的斜向?qū)к?；第四滑塊42一端設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)第五滑塊32的第五滑塊驅(qū)動(dòng)肘48，另一端設(shè)置有驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)擺臂47以驅(qū)動(dòng)第六滑塊 32″的凸臺(tái)，如圖10(a)所示。

F4、F5、F5″、F6—抽芯運(yùn)動(dòng)方向(a)第二機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)組成 (b)第二機(jī)構(gòu)工作原理圖10 下層抽芯機(jī)構(gòu)工作原理Fig.10 Working principle of lower layer core-pulling mechanism

第五滑塊32、第六滑塊32″由壓條導(dǎo)向壓條安裝于第二機(jī)構(gòu)支撐板44外側(cè)兩端，第五滑塊32的由第五滑塊驅(qū)動(dòng)肘48來(lái)驅(qū)動(dòng)，其抽芯方向?yàn)镕5向，其抽芯行程則由支撐板44上限位槽限制安裝于第五滑塊 32底端的第五滑塊限位條45來(lái)實(shí)現(xiàn)。第六滑塊32″由驅(qū)動(dòng)擺臂47驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)擺臂47通過(guò)其中心軸安裝于支撐板44上，驅(qū)動(dòng)擺臂47的一端由第四滑塊 42驅(qū)動(dòng)做T1向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)其另一端則做T2向轉(zhuǎn)動(dòng)以驅(qū)動(dòng)第六滑塊 32″做F5″向內(nèi)抽芯移動(dòng)。

機(jī)構(gòu)工作時(shí)，如圖10(b)所示，由油缸41驅(qū)動(dòng)第四滑塊42按F6方向做抽芯驅(qū)動(dòng)動(dòng)作，此為機(jī)構(gòu)的第四次驅(qū)動(dòng)抽芯，此時(shí)，第四滑塊42側(cè)面斜導(dǎo)軌先第七滑塊 33、第八滑塊 34做F4向的下沉抽芯運(yùn)動(dòng)，而第五滑塊驅(qū)動(dòng)肘48、第四滑塊42的末端則為空行程，不與第五滑塊32、第六滑塊32″接觸，此為機(jī)構(gòu)的第五次抽芯；待第七滑塊 33、第八滑塊 34讓出空間后，第五滑塊驅(qū)動(dòng)肘48、驅(qū)動(dòng)擺臂47同步驅(qū)動(dòng)第五滑塊 32、第六滑塊 32″做F5向、F5″向的內(nèi)抽芯運(yùn)動(dòng)，此為機(jī)構(gòu)的第六次抽芯。

5 模具工作原理

結(jié)合圖6所示，模具的工作過(guò)程為：

1)注塑。模具閉合注塑，注塑完成后，經(jīng)保壓、冷卻后，準(zhǔn)備開模。

2)PL1打開。模具在注塑機(jī)動(dòng)模的帶動(dòng)下后退，模具首先在PL1分型面處打開，打開時(shí)，流道廢料與塑件在點(diǎn)澆口處崩斷分離。

3)PL2打開。動(dòng)模繼續(xù)后退，模具在PL2分型面處打開，由流道板2將流道廢料自動(dòng)刮離模具脫模。

4)PL3打開。動(dòng)模繼續(xù)打開，模具在PL3處打開，模具模腔打開。

5)內(nèi)壁先抽芯脫模。油缸25先動(dòng)作，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)先完成內(nèi)壁的前三次抽芯動(dòng)作，待油缸25動(dòng)作完畢，油缸41動(dòng)作，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)完成內(nèi)壁的后三次抽芯動(dòng)作。

6)外壁抽芯脫模。內(nèi)壁抽芯脫模完成后，外壁的3個(gè)側(cè)面抽芯機(jī)構(gòu)的油缸同步動(dòng)作，完成外壁的側(cè)面抽芯脫模。

7)頂出。注塑機(jī)頂桿推動(dòng)頂針14將塑件從型芯鑲件上完全頂出脫模。

8)復(fù)位。復(fù)位過(guò)程與開模過(guò)程完全相反，模具閉合，等待下一個(gè)注塑循環(huán)。

6 結(jié)論

(1)結(jié)合聲吶面罩殼塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，針對(duì)其內(nèi)壁脫模困難的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題，及自動(dòng)化注塑生產(chǎn)的需要，運(yùn)用UG10.0模具三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)功能和CAD平面輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，設(shè)計(jì)了塑件的一模一腔三板模點(diǎn)澆口模具;模腔采用2點(diǎn)點(diǎn)澆口澆注，排氣采用鑲件間隙排氣，冷卻采用14條獨(dú)立水路進(jìn)行冷卻，以保證塑件收縮變形的均勻性;依據(jù)塑件外壁、內(nèi)壁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，外壁設(shè)置了3個(gè)結(jié)構(gòu)相同的油缸驅(qū)動(dòng)型側(cè)面滑塊機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)施外壁特征的脫模；內(nèi)壁則采用一種8滑塊6次抽芯復(fù)合機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)施抽芯脫模;

(2)復(fù)合機(jī)構(gòu)中，利用第一油缸驅(qū)動(dòng)先完成2次抽芯動(dòng)作和1次滑塊移位動(dòng)作，以完成部分特征的抽芯脫模，和為后續(xù)滑塊的抽芯動(dòng)作騰出抽芯動(dòng)作運(yùn)動(dòng)空間；再利用第二油缸驅(qū)動(dòng)完成1次驅(qū)動(dòng)抽芯，和2次抽芯動(dòng)作,從而達(dá)到塑件內(nèi)壁局部區(qū)域內(nèi)抽芯方向相互垂直特征的完全無(wú)干涉脫模;

(3)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，動(dòng)作可靠，具有較好的創(chuàng)新性和實(shí)用性；模具整體結(jié)構(gòu)布局合理，機(jī)構(gòu)選用恰當(dāng)，較好地實(shí)現(xiàn)了塑件的自動(dòng)化注塑生產(chǎn)，能為同類塑件提供有益的生產(chǎn)實(shí)鑒。