內(nèi)環(huán)槽管接頭注塑模設(shè)計(jì)

田科

(江西科技學(xué)院智能工程學(xué)院，南昌 330000 )

1 塑件

內(nèi)環(huán)槽管接頭塑件如圖1所示，塑件用于機(jī)床上兩條油管的連接，使用12%玻纖(GF)改性尼龍66 (PA66)注射成型。塑件由4段管構(gòu)成，分別為G1，G2，G3，G4。G1內(nèi)徑最大，其內(nèi)壁開設(shè)有一個整圈圓環(huán)凹槽，外壁上設(shè)置有2個卡腳。G2為圓弧彎管，弧度角為30o，G3為直管，此兩段管的截面外徑與G1截面外徑大小相同。G4為小直徑內(nèi)襯直管，與G1直接連通。G2外壁設(shè)置有2個對稱插槽。G2，G3為G4的外部包圍殼，G3外壁側(cè)端設(shè)置有包殼，內(nèi)壁設(shè)置有多個直筋。G4段一端露在外部，一端在G2和G3內(nèi)部，其內(nèi)壁管徑小于G1。

圖1 塑件

2 分型設(shè)置

塑件模具設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于塑件內(nèi)、外的成型與脫模。脫模的難易與模腔的分型布局緊密相關(guān)[1–5]。使用P0作為模腔的主分型面，能最大程度地降低塑件脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)難度，以及降低模具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度。使用P0作主分型面后，模腔的分型設(shè)置如圖2所示。在圖2中所示的分型中，模腔中的塑件采用臥式布局，使用主分型面P0對塑件外壁主體實(shí)施成型和脫模，使用兩個側(cè)端分型面P1和P2對塑件管道內(nèi)壁從兩頭進(jìn)行成型和脫模。設(shè)置單點(diǎn)冷流道側(cè)澆口進(jìn)行澆注，澆口形式為矩形澆口，為保證熔體的流動性，縮短冷流道長度，主澆道使用熱流道進(jìn)行供料。

圖2 分型設(shè)置

3 模具結(jié)構(gòu)

3.1 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

模具結(jié)構(gòu)如圖3所示，模具為單腔無頂出結(jié)構(gòu)形式兩板模。模架由定模座板1、定模板2、動模板13和動模座板12構(gòu)成，使用4個導(dǎo)柱14進(jìn)行導(dǎo)向。成型件由以下幾部分構(gòu)成：內(nèi)壁抽芯機(jī)構(gòu)S1和S3的成型滑塊頭分別用于成型塑件G4，G1的內(nèi)壁；型芯16、型腔6及滑塊抽芯機(jī)構(gòu)S2的滑塊頭用于成型塑件的外壁。澆注使用圖2中所示的熱流道+冷流道澆注系統(tǒng)進(jìn)行澆注。尺寸較大的成型件上開設(shè)?8 mm冷卻管道進(jìn)行冷卻，這些成型件包括型芯16、型腔6及機(jī)構(gòu)S1～S3的成型滑塊。塑件模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最大難點(diǎn)在于塑件G1內(nèi)壁中圓環(huán)凹槽的脫模，其次是G1和G3內(nèi)壁的脫模，即塑件內(nèi)壁兩頭的脫模，此兩頭的脫模分別使用機(jī)構(gòu)S1、機(jī)構(gòu)S3兩個復(fù)合抽芯機(jī)構(gòu)實(shí)施脫模。塑件的完全脫模由機(jī)構(gòu)S1來實(shí)施，因而，模具沒有設(shè)置專門的頂出脫模機(jī)構(gòu)，相比于一般通用型兩板模，模具結(jié)構(gòu)有較大的簡化。

圖3 模具結(jié)構(gòu)

3.2 兩次四向抽芯機(jī)構(gòu)(機(jī)構(gòu)S3)

針對整圈內(nèi)環(huán)凹槽，一般需要使用特殊的內(nèi)收抽芯機(jī)構(gòu)實(shí)施脫模[6–9]。機(jī)構(gòu)S3為一種兩次四向抽芯機(jī)構(gòu)[10–11]，如圖4所示，機(jī)構(gòu)的組成件包括零件17～30。其兩次抽芯的作用是：第一次用于G1內(nèi)壁圓環(huán)凹槽的4個方向的內(nèi)收側(cè)抽芯脫模，第二次用于G1內(nèi)壁的側(cè)抽芯脫模。

機(jī)構(gòu)S3的工作原理為：如圖4a所示，脫模時，S3油缸26驅(qū)動中央型芯滑塊23向外抽芯時，中央型芯滑塊23和滑動中間板22分離，滑動中間板22將暫時停留在原位置上，中央型芯滑塊23上的中央部位安裝有S3中央型芯28，中央型芯滑塊23拉動S3中央型芯28驅(qū)動G1內(nèi)壁圓環(huán)凹槽的四個成型件下分塊18、上分塊19、左分塊21和右分塊20同步內(nèi)收抽芯，此為本機(jī)構(gòu)的第一次抽芯動作，該動作實(shí)現(xiàn)了內(nèi)壁四個方向的抽芯。圓環(huán)凹槽抽芯脫模完成后，S3油缸26驅(qū)動中央型芯滑塊23繼續(xù)向外運(yùn)動時，中央型芯滑塊23將通過S3拉桿27帶動滑動中間板22及其上的零件同步移動，從而將G1內(nèi)壁的所有成型件抽出內(nèi)壁之外，此為S3機(jī)構(gòu)的第二次抽芯動作，如圖4b所示。

圖4 機(jī)構(gòu)S3結(jié)構(gòu)

在第一次抽芯動作中，圓環(huán)凹槽內(nèi)收抽芯機(jī)構(gòu)的動作原理如圖5所示。彎管型芯17為G1內(nèi)壁直管的成型件，下分塊18、上分塊19、左分塊21、右分塊20為圓環(huán)凹槽的成型件，其中下分塊18和上分塊19為一組，左分塊21和右分塊20為一組，下分塊18和上分塊19的下端通過兩個燕尾槽塊安裝在滑動中間板22上，而左分塊21和右分塊20通過其下端的T型槽直接安裝在滑動中間板22上，同樣，下分塊18與上分塊19的上端與彎管型芯17通過燕尾槽組合在一起，并能在該燕尾槽內(nèi)滑動，左分塊21與右分塊20的上端與彎管型芯17通過T型槽結(jié)合在一起，并能在該T型槽內(nèi)滑動；S3中央型芯28分別通過T型槽導(dǎo)軌T1和T2驅(qū)動第一組成型塊(下分塊18和上分塊19)和第二組成型塊(左分塊21和右分塊20)。因而，當(dāng)穿過滑動中間板22的S3中央型芯28按F1向向下拉時，在滑動中間板22和彎管型芯17中間，四個成型塊(下分塊18、上分塊19、左分塊21、右分塊20)可以分別按X1，X2，Y1，Y2四個方向做內(nèi)收抽芯移動，該內(nèi)收抽芯移動能實(shí)現(xiàn)的前提是，T型槽導(dǎo)軌T1的斜角α大于T型槽導(dǎo)軌T2的斜角γ。T2的角度γ=3o，T1的角度α=5o，γ＜α，保證了S3中央型芯28驅(qū)動啟動時，第一組成型塊的內(nèi)收速度大于第二組成型塊的內(nèi)收速度，為第二組成型塊的內(nèi)收運(yùn)動讓出運(yùn)動空間，不至于被卡死。

圖5 內(nèi)收抽芯機(jī)構(gòu)

3.3 側(cè)抽芯滑塊浮動頂出抽芯機(jī)構(gòu)(機(jī)構(gòu)S1)

塑件的脫模影響到機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式以及模具的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[12–15]。因而，為簡化本塑件模具的整體結(jié)構(gòu)，機(jī)構(gòu)S1使用滑塊浮動頂出兩次脫模的結(jié)構(gòu)形式，如圖6所示。機(jī)構(gòu)S1的作用是：第一次脫模為機(jī)構(gòu)S1將塑件從型芯16上頂起脫模，第二次脫模為油缸31驅(qū)動G2／G3的內(nèi)壁成型型芯37、G4內(nèi)壁成型型芯44從塑件中側(cè)向抽芯抽出，實(shí)現(xiàn)塑件的完全自動脫模。

機(jī)構(gòu)S1的組成件包括零件31～44，機(jī)構(gòu)的工作原理為，首先由安裝于S1滑塊座33兩側(cè)的兩個升舉油缸35將S1滑塊座33及其上的安裝零件全部舉起，從而G2／G3內(nèi)壁型芯37和G4內(nèi)壁型芯44將塑件從型芯16上頂起，實(shí)現(xiàn)第一次脫模；S1滑塊座33被舉起到一定位置后，由限位勾43在下端勾住模具動模板13，使其停止不動，而后，S1油缸31動作，拉動S1滑塊38帶動其上的G4內(nèi)壁型芯44和G2／G3內(nèi)壁型芯37從塑件中抽出，G4內(nèi)壁型芯44和G2／G3內(nèi)壁型芯37從塑件中抽出時，塑件被側(cè)成型塊36擋住而自行脫落，實(shí)現(xiàn)塑件的完全脫模。

3.4 斜導(dǎo)柱滑塊抽芯機(jī)構(gòu)(機(jī)構(gòu)S2)

機(jī)構(gòu)S2用于塑件外壁卡腳和插槽的成型與脫模，其為常用斜導(dǎo)柱滑塊機(jī)構(gòu)，其構(gòu)成件包括零件45～48。

圖6 機(jī)構(gòu)S1結(jié)構(gòu)

圖7 機(jī)構(gòu)S2結(jié)構(gòu)

4 模具工作原理

模具安裝于注塑機(jī)上后，模腔注塑完成后，開模取件的工作原理如圖8所示：

①機(jī)構(gòu)S2抽芯。注塑機(jī)動模板帶動模具動模在P0面打開，機(jī)構(gòu)S1、機(jī)構(gòu)S2和機(jī)構(gòu)S3的鎖緊塊解除相應(yīng)滑塊的鎖緊，機(jī)構(gòu)S2的滑塊47完成側(cè)抽芯動作。

②機(jī)構(gòu)S3抽芯。模具打開后，機(jī)構(gòu)S3的S3油缸26動作，按F2向抽出，分2步完成S3機(jī)構(gòu)的兩次抽芯脫模。

圖8 模具工作原理

③機(jī)構(gòu)S1抽芯。機(jī)構(gòu)S3抽芯完成后，機(jī)構(gòu)S1的2個升舉油缸35先動作，按Z向頂出，而后油缸31動作，按F1向抽出，分2步完成2次抽芯脫模，從而實(shí)現(xiàn)塑件的自動脫模。

④復(fù)位。復(fù)位過程與開模過程相反。

5 結(jié)論

(1)設(shè)計(jì)了塑件一模一腔熱流道無頂出兩板注射模具，在模具中，不設(shè)置頂出機(jī)構(gòu)以簡化模具結(jié)構(gòu)。

(2)設(shè)計(jì)了兩種復(fù)合抽芯機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了塑件復(fù)雜內(nèi)壁的抽芯脫模，一個機(jī)構(gòu)為兩次四向抽芯機(jī)構(gòu)，一個機(jī)構(gòu)為滑塊浮動頂出兩次脫模機(jī)構(gòu)。在兩次四向抽芯機(jī)構(gòu)中，先通過油缸帶動滑塊做第一次抽芯動作，完成管內(nèi)壁圓環(huán)凹槽的四向抽芯脫模，而后，滑塊繼續(xù)抽芯，實(shí)現(xiàn)其余部分成型件的第二次側(cè)抽芯動作。在滑塊浮動頂出兩次脫模機(jī)構(gòu)中，首先通過升舉油缸將滑塊機(jī)構(gòu)浮動頂出，并實(shí)現(xiàn)塑件外壁在型芯上的第一次脫模，然后再通過側(cè)抽芯油缸將型芯從塑件內(nèi)壁中抽出，實(shí)現(xiàn)第二次脫模，從而達(dá)到整個塑件自動脫模的目的。

(3)模腔分型及布局設(shè)置合理，有效簡化了塑件的脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，也降低了模具的設(shè)計(jì)難度和制造成本。