釘倉(cāng)注射模具分析

摘要：結(jié)合一定的理論知識(shí)及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，介紹了肛腸吻合器系列中的釘倉(cāng)產(chǎn)品，從產(chǎn)品的簡(jiǎn)要分析引出生產(chǎn)該塑件產(chǎn)品的注射模具，又從側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)、分型和推出機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)等三方面重點(diǎn)介紹了該注射模具的結(jié)構(gòu)，可用于模具專(zhuān)業(yè)實(shí)例教學(xué)，對(duì)模具設(shè)計(jì)工作也有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：注射模具;側(cè)抽芯;推出機(jī)構(gòu);澆注系統(tǒng)

1? ? 產(chǎn)品分析

本文中介紹的塑件產(chǎn)品名稱(chēng)為“釘倉(cāng)”，該塑件屬于醫(yī)療器械領(lǐng)域一次性使用肛腸吻合器YSGZ-32系列，該吻合器適用于肛管和直腸周?chē)摯拐衬そM織切除和吻合，如PPH手術(shù)。

該系列產(chǎn)品由釘倉(cāng)套、推釘片、釘倉(cāng)等零件組成。其中，釘倉(cāng)為內(nèi)部塑件產(chǎn)品，釘倉(cāng)成型時(shí)要求注塑充分，表面光潔，無(wú)飛邊、斑點(diǎn)、破裂等缺陷。釘倉(cāng)材質(zhì)為ABS，收縮率為0.5%。

綜上所述，考慮到尺寸精度、結(jié)構(gòu)工藝性及生產(chǎn)批量等要素，該塑件產(chǎn)品使用注射模具生產(chǎn)，下面從側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)、分型和推出機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)等三方面重點(diǎn)介紹該注射模具的結(jié)構(gòu)。

2? ? 模具結(jié)構(gòu)分析

2.1? ? 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)

由圖1可知，該產(chǎn)品側(cè)面有8處凹穴，側(cè)向深度為0.37 mm。其中有一處側(cè)凹連帶上底面缺口槽，側(cè)向深度共為1.33 mm。

根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、使用特點(diǎn)及ABS塑料材質(zhì)特性，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，該8處側(cè)凹無(wú)法強(qiáng)制脫模，需設(shè)計(jì)側(cè)向分型與抽芯，如圖2所示。

考慮到模具動(dòng)作的安全可靠性及模具總體結(jié)構(gòu)的緊湊性，該處設(shè)計(jì)為8處獨(dú)立的斜銷(xiāo)加彈簧的側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。此處以矩形截面的斜銷(xiāo)代替了常用的斜導(dǎo)柱，該機(jī)構(gòu)動(dòng)作簡(jiǎn)單靈活、結(jié)構(gòu)緊湊，適合于抽芯距較小的場(chǎng)所，如圖3所示。

2.1.1? ? 斜銷(xiāo)的設(shè)計(jì)

斜銷(xiāo)5通過(guò)螺釘4連接固定在定模板7上，并以間隙配合形式鑲嵌在定模板7的方槽內(nèi)。矩形截面的斜銷(xiāo)抗彎截面系數(shù)比斜導(dǎo)柱大，抗彎強(qiáng)度較高，故可以采用較大的傾斜角度，從而使相同開(kāi)模距離的條件下抽芯距較大。此模具設(shè)計(jì)時(shí)斜銷(xiāo)5的傾斜角度為15°，抽芯距約為4 mm。斜銷(xiāo)本身除起到開(kāi)模時(shí)側(cè)向帶動(dòng)滑塊和側(cè)型芯實(shí)現(xiàn)抽芯動(dòng)作外，還可在注射成型時(shí)在注射壓力不大的情況下對(duì)滑塊起鎖緊作用，而省去了斜導(dǎo)柱機(jī)構(gòu)中的楔緊塊，有利于簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，如圖3所示。

2.1.2? ? 側(cè)型芯和滑塊的設(shè)計(jì)

此模具中側(cè)型芯和滑塊采用組合式結(jié)構(gòu)，即把側(cè)型芯和滑塊分開(kāi)加工，然后再裝配在一起，這樣可以節(jié)省優(yōu)質(zhì)鋼材，且方便加工和維修。側(cè)型芯6連接通過(guò)螺釘3和臺(tái)肩連接到滑塊8上，此處為了增加側(cè)型芯6的強(qiáng)度，上下高度方向設(shè)計(jì)成臺(tái)階形狀，如圖3所示。

2.1.3? ? 彈簧和導(dǎo)滑槽的設(shè)計(jì)

在斜銷(xiāo)的作用下，滑塊帶動(dòng)側(cè)型芯6在動(dòng)模板9的導(dǎo)滑槽內(nèi)平穩(wěn)地往復(fù)移動(dòng)?；瑝K8左右兩側(cè)設(shè)有臺(tái)肩，設(shè)計(jì)成T形結(jié)構(gòu)，而導(dǎo)滑槽的結(jié)構(gòu)采用局部的壓塊式（模具中共采用8處三角形狀的壓塊），這樣導(dǎo)滑部分淬火后便于磨削加工，能夠保證加工精度，并便于裝配和維修。

為了在開(kāi)模過(guò)程中保證滑塊8停留在剛剛脫離斜銷(xiāo)5的位置，避免滑塊在振動(dòng)或重力的作用下提前復(fù)位或從模具中脫落而發(fā)生側(cè)向移動(dòng)，使模具合模時(shí)斜銷(xiāo)不能準(zhǔn)確地插入滑塊的斜孔內(nèi)，造成模具損壞，此模具中設(shè)計(jì)了彈簧10和導(dǎo)滑槽限位的方式。彈簧的作用是避免滑塊向模具內(nèi)側(cè)移動(dòng)，導(dǎo)滑槽限位則避免了滑塊向模具外側(cè)移動(dòng)，如圖3所示。

2.2? ? 分型和推出機(jī)構(gòu)

該塑件產(chǎn)品的分型面分為內(nèi)側(cè)部分和外側(cè)部分，如圖1中紅色部分所示。

該產(chǎn)品有32處釘粒孔，大小為4 mm×0.9 mm。為便于加工裝配及維修，模具上該32處設(shè)計(jì)成獨(dú)立的嵌件，嵌件固定在動(dòng)模部分，為保證精度及防止變形，動(dòng)模嵌件的上端對(duì)插到定模型芯中，如圖4所示。

推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)動(dòng)作可靠靈活，制造方便，機(jī)構(gòu)本身要有足夠的強(qiáng)度、剛度和硬度，還需保證塑件不因推出而變形損壞。從塑件產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析可知，模具開(kāi)模時(shí)塑件能很好地跟隨動(dòng)模部分后退，但在推出機(jī)構(gòu)作用下推出模具時(shí)，由于塑件的內(nèi)、外形與模具有較大的摩擦力，尤其是塑件會(huì)包緊在32處動(dòng)模嵌件上，推出動(dòng)作會(huì)失敗或使塑件嚴(yán)重變形。推桿布置如圖1所示。

根據(jù)以上情況，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)采用了順序開(kāi)模的機(jī)構(gòu)，如圖5所示。

該模具結(jié)構(gòu)中增加了一塊動(dòng)模活動(dòng)板20。成型后開(kāi)模，開(kāi)合模系統(tǒng)帶動(dòng)動(dòng)模部分后移，由于兩側(cè)定距拉板鑲套15和螺釘16對(duì)動(dòng)模板18的壓緊力，定距拉板14拉住動(dòng)模板18不動(dòng)，迫使動(dòng)模板18和動(dòng)模活動(dòng)板20分開(kāi)，即首先在A分型面處分型，動(dòng)模嵌件17固定在動(dòng)模嵌件固定板5上，而動(dòng)模嵌件固定板5又固定在動(dòng)?；顒?dòng)板上，故此時(shí)動(dòng)模嵌件17跟著動(dòng)?；顒?dòng)板20一起向后移動(dòng)。而固定在動(dòng)模板18中的動(dòng)模型芯10、11和側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)帶動(dòng)塑件產(chǎn)品不后移，使得動(dòng)模嵌件17從塑件產(chǎn)品的釘?？字谐槌?。當(dāng)動(dòng)?；顒?dòng)板20后移碰到限位螺釘19的臺(tái)肩時(shí)不能再移動(dòng)（A處分型9 mm），但整個(gè)開(kāi)合模系統(tǒng)繼續(xù)后退，此時(shí)B分型面分型，實(shí)現(xiàn)主分型面的分型和抽芯動(dòng)作，塑件跟著動(dòng)模部分一起后移，開(kāi)模到一定距離（B處分型180 mm），推出機(jī)構(gòu)工作，由推桿8和流道推桿4將塑件和流道冷凝料從動(dòng)模部分推出，如圖5所示。

此模具試模時(shí)，成型后開(kāi)模，開(kāi)合模系統(tǒng)帶動(dòng)動(dòng)模部分后移，在A分型面分型的同時(shí)，推出機(jī)構(gòu)帶動(dòng)推桿8隨之后退9 mm，即與塑件分開(kāi)9 mm的距離，超出推桿8的定位導(dǎo)向深度7.04 mm，之后推出機(jī)構(gòu)頂塑件時(shí)，不僅會(huì)發(fā)生空頂?shù)默F(xiàn)象，還會(huì)發(fā)生頂死的事故，故在模具上追加了復(fù)位桿連接塊9，使A分型面分型時(shí)，推出機(jī)構(gòu)不能隨之后移，較好地解決了以上問(wèn)題，如圖5所示。

2.3? ? 澆注系統(tǒng)

該模具產(chǎn)品型腔數(shù)量為一腔，采用普通流道澆注系統(tǒng)，由主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成。塑件產(chǎn)品內(nèi)部有直徑25.6 mm的通孔，故采用的是內(nèi)側(cè)對(duì)稱(chēng)2處潛伏式澆口的形式，如圖6所示。

潛伏式澆口是由點(diǎn)澆口演變而來(lái)，澆口的分流道位于內(nèi)側(cè)分型面上，澆口本身設(shè)在定模型芯的隱蔽處，塑料熔體通過(guò)型腔側(cè)面斜向注入型腔內(nèi)，該模具中澆口大小為直徑0.8 mm，因而塑件表面不受損傷，不因澆口痕跡而影響塑件的表面質(zhì)量和美觀效果。

該模具澆口潛伏在定模部分，B分型面開(kāi)模時(shí)，塑件跟著動(dòng)模部分后退，同時(shí)潛伏式澆口被切斷與塑件分離，而澆口主流道從澆口套中拔出，分流道、澆口和主流道冷凝料在倒錐形冷料穴的作用下也隨動(dòng)模部分后移。直至推出機(jī)構(gòu)工作時(shí)，流道推桿將澆注系統(tǒng)冷凝料從模具中推出，最后因自重掉落。

3? ? 結(jié)語(yǔ)

注射模具作為成型塑料產(chǎn)品的重要工藝裝備之一，其結(jié)構(gòu)的合理性將直接影響塑件的成型質(zhì)量、生產(chǎn)效率、加工制造及裝配的可行性、模具壽命及各項(xiàng)成本等。標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)和制造可以滿足大批量制造模具和縮短制造周期的需要，如標(biāo)準(zhǔn)模架和標(biāo)準(zhǔn)零部件等。釘倉(cāng)模具是在標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，針對(duì)產(chǎn)品特有的結(jié)構(gòu)和要求而設(shè)計(jì)和制造，從而得到了合格的產(chǎn)品。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 屈華昌.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

收稿日期：2020-08-18

作者簡(jiǎn)介：王紅娟（1978—），女，江蘇吳江人，講師，研究方向：模具設(shè)計(jì)與制造。