蘇 磊,覃志高,蘇法翔
(1.柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院,廣西 柳州 545006;2.柳州城市職業(yè)學(xué)院,廣西 柳州 545036;3.百色職業(yè)學(xué)院,廣西 百色 533000)
發(fā)動(dòng)機(jī)扭彎機(jī)油管附件蓋的結(jié)構(gòu)如圖1所示,生產(chǎn)總量為200萬個(gè)。塑件包括3個(gè)主要特征:①蓋子;②出液彎管;③與另一瓶蓋擰緊組合的帶外螺紋中心管。成型塑件的模具有2個(gè)設(shè)計(jì)難點(diǎn):①發(fā)動(dòng)機(jī)油管附件蓋彎管的抽芯脫模;②圓盤中心管外螺紋的脫模。綜合塑件的使用要求及材料特性,塑件材料采用改性材料ABS+PC,收縮率0.5%~0.6%。
圖1 機(jī)油管附件蓋
模具布局中的單型腔結(jié)構(gòu)設(shè)置如圖2所示,該單型腔中使用單一分型面進(jìn)行分型,將型腔分割為型腔板鑲件和型芯鑲件。鑒于中心管外螺紋的脫模需要,在型芯鑲件上分割內(nèi)壁型芯、外螺紋型芯、柱孔型芯,其中內(nèi)壁型芯、外螺紋型芯為管狀型芯,柱孔型芯為圓柱型芯,外螺紋型芯套裝在柱孔型芯外,同時(shí)也套裝在內(nèi)壁型芯內(nèi),脫模時(shí)外螺紋型芯可以獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)執(zhí)行旋轉(zhuǎn)脫外螺紋功能。
圖2 模具單型腔結(jié)構(gòu)設(shè)置
發(fā)動(dòng)機(jī)油管附件蓋彎管是出液彎管,該彎管內(nèi)壁的脫模需要使用彎管型芯抽芯,其成型彎管的零件為圖2所示的彎管型芯。
模具使用單一的潛伏式點(diǎn)澆口進(jìn)行澆注,潛伏式澆口使用圓柱流道供料,流道廢料使用拉料桿從型腔板鑲件中拉出,同時(shí)拉料桿將塑件從型芯鑲件內(nèi)推出實(shí)現(xiàn)脫模。
考慮塑件成型精度、機(jī)構(gòu)布置、工廠現(xiàn)有的注塑機(jī)注射能力、模具制造成本等綜合因素,擬采用1模8腔布局進(jìn)行注射[1-4],模具多型腔布局如圖3所示。設(shè)計(jì)時(shí),將8個(gè)型腔設(shè)置在同一個(gè)鑲件上,以便于加工。澆注系統(tǒng)使用“H”形平衡布局,需要使用3級(jí)流道和1級(jí)主流道。型腔板鑲件的整體冷卻使用1條水路進(jìn)行冷卻,采用φ10mm直通式管道。
圖3 模具多型腔布局設(shè)計(jì)
為實(shí)現(xiàn)塑件的自動(dòng)化注射生產(chǎn),在動(dòng)模側(cè)布置圖4所示的脫模機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)塑件的自動(dòng)脫模[5-8]。針對(duì)塑件的分型設(shè)置,相應(yīng)地設(shè)置8個(gè)彎管型芯的抽芯機(jī)構(gòu)、8個(gè)螺紋型芯的抽芯機(jī)構(gòu)及塑件從模具上完全脫模所需的推板推出機(jī)構(gòu)。
圖4 動(dòng) 模
模架使用無頂出多板模非標(biāo)準(zhǔn)模架,如圖5所示,由板1~8組成,定模座板1、定模板2構(gòu)成模架的定模部分,推板3用于塑件的最終推出脫模承載板,動(dòng)模板4用于安裝型芯鑲件,板5~8通過螺釘緊固組合在一起,用于安裝螺紋抽芯脫模機(jī)構(gòu)和彎管型芯抽芯機(jī)構(gòu),螺紋抽芯脫模機(jī)構(gòu)如圖6所示。
圖5 模具結(jié)構(gòu)
(1)彎管型芯抽芯機(jī)構(gòu)。彎管型芯抽芯機(jī)構(gòu)由件20~24組成,模具在P1面打開后,鎖緊塊23解除對(duì)圓弧滑塊21的鎖緊,隨后P2面打開時(shí),驅(qū)動(dòng)塊24帶著銷釘22驅(qū)動(dòng)圓弧滑塊21沿導(dǎo)向槽塊20內(nèi)的圓弧導(dǎo)槽滑動(dòng),帶動(dòng)彎管型芯從成型的塑件彎管內(nèi)壁中抽芯。模具依次打開順序?yàn)椋篜1→P2→P3,合模時(shí)順序相反。
(2)螺紋抽芯機(jī)構(gòu)。螺紋抽芯機(jī)構(gòu)包括3部分:①由圖5所示的件15~19組成的螺紋型芯轉(zhuǎn)動(dòng)抽芯機(jī)構(gòu);②中間齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu),包括圖5所示的件9~14;③驅(qū)動(dòng)中間傳動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)的液壓缸+齒條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),其組成件為圖6所示的件31~34。
圖6 螺紋抽芯脫模機(jī)構(gòu)
螺紋抽芯機(jī)構(gòu)的動(dòng)作原理為:通過液壓缸34帶動(dòng)齒條31滑動(dòng),齒條31再驅(qū)動(dòng)中間傳動(dòng)齒輪14旋轉(zhuǎn),中間傳動(dòng)齒輪14再次驅(qū)動(dòng)螺紋型芯17上的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng),以達(dá)到驅(qū)動(dòng)螺紋型芯17在螺紋套16的導(dǎo)向下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)抽芯運(yùn)動(dòng)。在螺紋型芯17轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí),浮頂彈簧30將動(dòng)模板4向上頂起,其頂起距離由拉桿29限制,直到實(shí)現(xiàn)螺紋型芯17與塑件的完全分離。
(3)動(dòng)模推板脫模機(jī)構(gòu)。成型塑件的脫模分2步進(jìn)行:①在螺紋型芯抽芯轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),P2面打開,推板3、動(dòng)模板4被彈簧30頂起,安裝在動(dòng)模板4上的內(nèi)壁型芯鑲件19及推板3共同將塑件從中央型芯15上推出;②P3面打開時(shí),推板3帶動(dòng)型芯鑲件41將塑件從內(nèi)壁型芯鑲件19上推出,實(shí)現(xiàn)塑件的完全脫模,P3面打開由定模板2通過側(cè)邊拉板39拉動(dòng),其打開距離由限位拉桿28限制。彈頂銷35頂出流道廢料,使其脫模。
模具工作原理分以下7個(gè)步驟。
(1)注射熔體。注塑機(jī)完成熔體對(duì)型腔的充填、保壓、冷卻后,模具停留在閉合位置,等待注塑機(jī)驅(qū)動(dòng)其開啟。
(2)螺紋脫模。模具打開前,螺紋抽芯機(jī)構(gòu)必須先完成旋轉(zhuǎn)抽芯動(dòng)作,即在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下,螺紋型芯17完成螺紋抽芯動(dòng)作,對(duì)應(yīng)于塑件外螺紋的脫模。
(3)外壁脫模。模具在注塑機(jī)的驅(qū)動(dòng)下,動(dòng)模部分后退,首先在P1面打開,塑件的大部分外壁完成脫模,同時(shí)彎管抽芯機(jī)構(gòu)中的鎖緊塊23解除對(duì)圓弧滑塊21的鎖緊。
(4)彎管孔抽芯脫模。P2面打開時(shí),驅(qū)動(dòng)塊24驅(qū)動(dòng)圓弧滑塊21迫使彎管型芯進(jìn)行旋轉(zhuǎn)而完成抽芯脫模動(dòng)作。
(5)中心孔脫模。P2面打開時(shí),中心孔型芯15抽出,完成該孔的抽芯脫模。
(6)塑件完全脫模。動(dòng)模繼續(xù)后退,模具在P3面處打開,推板3驅(qū)動(dòng)型芯鑲件41將塑件從內(nèi)壁型芯鑲件19上推出,實(shí)現(xiàn)塑件的完全脫模。
(7)模具閉合。模具的閉合過程與開模過程相反。
設(shè)計(jì)了一種多板式無頂出注射模用于塑件的注射成型,使用潛伏式澆口避免了澆口開設(shè)困難的問題,有效保證了型腔的充填效果。針對(duì)塑件細(xì)長彎管的特征,設(shè)計(jì)了一種簡易型圓弧滑塊抽芯機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)彎管內(nèi)壁的抽芯脫模。設(shè)計(jì)了液壓缸驅(qū)動(dòng)二級(jí)傳動(dòng)的8腔螺紋旋轉(zhuǎn)抽芯機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)塑件外螺紋特征的旋轉(zhuǎn)抽芯脫模,使用推板推出的方式,實(shí)現(xiàn)塑件的完全脫模,保證了塑件脫模時(shí)無變形。