車用便捷洗車機(jī)噴嘴注射模設(shè)計(jì)

丁波， 肖國華， 楊少增， 路英華， 王東鋼

（1.寧海縣第一注塑模具有限公司， 浙江 寧波 315600；2.浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 浙江 寧波 315012）

0 引 言

管口類塑件的模具設(shè)計(jì)中，內(nèi)壁脫模是模具設(shè)計(jì)的難點(diǎn)[1-5]，其原因在于：①口部和管部內(nèi)壁上特征的對接方式，對于簡單內(nèi)壁，可以用成型零件直接分段成型，而對于復(fù)雜內(nèi)壁，則須設(shè)置特殊的抽芯機(jī)構(gòu)進(jìn)行成型和脫模；②口部和管部特征中心線的夾角會(huì)影響成型零件的結(jié)構(gòu)，從而影響驅(qū)動(dòng)成型零件抽芯的動(dòng)力機(jī)構(gòu)選用，動(dòng)力機(jī)構(gòu)的選用影響模架的選擇，不同模具結(jié)構(gòu)對注塑機(jī)的容模安裝尺寸有不同要求[6-8]?，F(xiàn)介紹1副車用便捷洗車機(jī)噴嘴的熱流道注射模設(shè)計(jì)。

1 車用便捷洗車噴嘴結(jié)構(gòu)

車用便捷洗車噴嘴安裝于汽車便捷型洗車機(jī)前端，用于泡沫水的導(dǎo)流，采用工程塑料ABS材料成型，收縮率為0.51%～0.61%，其結(jié)構(gòu)及基本尺寸如圖1所示，由直管段和扁嘴段構(gòu)成。塑件直管段的前端兩側(cè)設(shè)有2個(gè)L型卡槽，直管段和扁嘴段中心線的夾角為130°。塑件壁厚為2 mm，量產(chǎn)要求為30萬個(gè)。

圖1 車用便捷洗車噴嘴

2 型腔分型設(shè)計(jì)

型腔分型與塑件的脫模機(jī)構(gòu)設(shè)置、量產(chǎn)要求、澆口位置開設(shè)等有直接關(guān)系，影響后續(xù)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度及模具零部件加工的難易程度[9-13]。模具分型首先要考慮塑件脫模的方便性，基于塑件脫模方便性的考慮，成型塑件的型腔在模具中的布局有4種方式，經(jīng)綜合優(yōu)化分析后，單個(gè)型腔擬采用圖2所示擺放方式進(jìn)行布置，模具開模方向與F2向同向。模具分型設(shè)置如下：首先使用P1面將主成型零件分割成型腔板鑲件1和型芯鑲件2，用于塑件外壁的成型；然后使用P2面從型腔板鑲件1和型芯鑲件2中分割出一部分用于塑件扁嘴端面的成型；其次是使用P3面將塑件直管和扁嘴的內(nèi)壁成型零件一分為二，分成直管內(nèi)壁鑲件5和扁嘴內(nèi)壁鑲件6，扁嘴內(nèi)壁鑲件6用于扁嘴內(nèi)壁和端面成型，直管內(nèi)壁鑲件5用于直管內(nèi)壁和端面的成型。主成型鑲件再分割出左滑塊鑲件3和右滑塊鑲件4用于直管兩側(cè)的2個(gè)卡槽的成型與抽芯脫模。型腔板鑲件1按F1向與塑件分離，型芯鑲件2按F2向與塑件分離，件3～件6分別按F3～F6向與塑件分離，件3～件6抽芯驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)都設(shè)置在P1面以下的動(dòng)模一側(cè)，有利于簡化模具結(jié)構(gòu)，降低模具制造成本。在此分型設(shè)置下，塑件可以采用側(cè)澆口澆注，側(cè)澆口設(shè)置在P1面上。

圖2 型腔分型設(shè)置

塑件脫模按以下步驟實(shí)現(xiàn)：①P1面按F2向打開，塑件外壁與型腔板鑲件1分離，塑件留于型芯鑲件2上；②件3～件5鑲件同步完成側(cè)抽芯；③扁嘴內(nèi)壁鑲件6完成斜向抽芯；④使用推桿將塑件從型芯鑲件上推出而實(shí)現(xiàn)完全脫模。

3 模具結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)

經(jīng)計(jì)算，模具使用單個(gè)型腔布局能滿足塑件在限定時(shí)間內(nèi)的生產(chǎn)要求，同時(shí)也能保證塑件的成型精度，模具成型零件及機(jī)構(gòu)的設(shè)置擬采用圖3所示方式進(jìn)行布置。澆注系統(tǒng)設(shè)置中，采用熱流道與普通流道復(fù)合澆注的方式進(jìn)行澆注，側(cè)澆口G1設(shè)在型腔一側(cè)，截面為矩形，尺寸為1.5 mm×2 mm，流道的末端使用φ6 mm普通流道，前端使用φ7.8 mm的熱流道噴嘴R1進(jìn)行延伸，噴嘴R1采用偏心布置，以便于側(cè)澆口G1的開設(shè)。為便于塑件的自動(dòng)脫模，模具設(shè)置了4個(gè)脫模機(jī)構(gòu)S1～S4，其中S1、S2為短斜導(dǎo)柱滑塊機(jī)構(gòu)，分別用于左、右滑塊鑲件的側(cè)抽芯；S3為長斜導(dǎo)柱滑塊機(jī)構(gòu)，用于驅(qū)動(dòng)直管內(nèi)壁鑲件的側(cè)抽芯；S4為液壓缸斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)，用于驅(qū)動(dòng)扁嘴內(nèi)壁鑲件的抽芯。滑塊機(jī)構(gòu)都設(shè)于動(dòng)模一側(cè)，模具選用兩板模模架來安裝機(jī)構(gòu)零件，使模架空間獲得最優(yōu)利用。為實(shí)現(xiàn)型腔板的有效冷卻，型腔板使用3條水路C1～C3進(jìn)行冷卻，C1用于冷卻型腔板鑲件，C2用于冷卻型芯鑲件，C3用于冷卻內(nèi)壁型芯。

圖3 模具布局

如圖4所示，澆注系統(tǒng)使用延長型熱噴嘴1，直接與注塑機(jī)噴嘴對接。左、右滑塊鑲件使用斜導(dǎo)柱驅(qū)動(dòng)，其滑塊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)相同（圖3中S1、S2機(jī)構(gòu)），分置于圖4所示兩側(cè)，以左滑塊鑲件的滑塊機(jī)構(gòu)為例，其組成件主要包括件5～件7，滑塊5通過壓條安裝在動(dòng)模板18上。塑件脫模使用推桿10推出，拉料桿14用于將普通流道凝料拉住留于型芯鑲件4上。模具為兩板模結(jié)構(gòu)，動(dòng)模板18與定模板19使用導(dǎo)柱17導(dǎo)向，導(dǎo)柱17為倒裝形式安裝，推板復(fù)位由彈簧9強(qiáng)制推回。

圖4 模具零件布置

脫模機(jī)構(gòu)S3使用長斜導(dǎo)柱滑塊機(jī)構(gòu)形式，如圖5所示，以滿足直管段內(nèi)壁的長距離抽芯，機(jī)構(gòu)零件主要包括件21～件23。S4為液壓缸斜滑塊機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)件包括件25～件28，主要用于直管內(nèi)壁鑲件的斜抽芯，使用液壓缸驅(qū)動(dòng)便于配模，降低模具零件加工難度。液壓缸抽芯機(jī)構(gòu)長時(shí)間使用會(huì)出現(xiàn)液壓缸保壓松退，易導(dǎo)致成型塑件在滑塊結(jié)合位置產(chǎn)生飛邊。S4機(jī)構(gòu)的扁嘴內(nèi)壁鑲件鑲嵌在滑塊27上，滑塊27由液壓缸25驅(qū)動(dòng)實(shí)施斜抽芯。

圖5 內(nèi)壁滑塊機(jī)構(gòu)

4 模具工作原理

注射時(shí)模具的工作原理與普通兩板模相同，只有一次開模。模具結(jié)構(gòu)如圖6所示，其工作原理為：注射完成后，模具動(dòng)模后退（K1向），模具在分型面PL處打開，同時(shí)機(jī)構(gòu)S1～S3同步完成側(cè)抽芯，待分型面PL打開完畢，液壓缸25活塞桿動(dòng)作，機(jī)構(gòu)S4完成扁嘴內(nèi)壁的抽芯；最后，注塑機(jī)頂桿推動(dòng)推板，推板推動(dòng)推桿10將塑件及流道凝料從型芯鑲件4上推出，實(shí)現(xiàn)塑件的完全脫模。復(fù)位時(shí)，推板先推回復(fù)位，然后機(jī)構(gòu)S4復(fù)位，最后模具在PL面處閉合，機(jī)構(gòu)S1～S3復(fù)位。

圖6 模具結(jié)構(gòu)

5 結(jié)束語

針對塑件內(nèi)外壁都須設(shè)置脫模機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了1副熱流道模具用于塑件成型。模具采用直管水平臥式布局，1模1腔結(jié)構(gòu)，使用側(cè)澆口進(jìn)行澆注，流道系統(tǒng)采用熱噴嘴延長+普通流道形式。模具使用2個(gè)短斜導(dǎo)柱滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)施側(cè)面卡槽的側(cè)抽芯脫模，使用1個(gè)長斜導(dǎo)柱滑塊機(jī)構(gòu)用于直管內(nèi)壁的脫模，使用1個(gè)液壓缸活塞桿驅(qū)動(dòng)斜滑塊機(jī)構(gòu)用于扁嘴內(nèi)壁的抽芯脫模。這些機(jī)構(gòu)的使用簡化了模具結(jié)構(gòu)，降低了模具零件的加工難度和制造成本。