顺序分型机构在定模型芯注塑模中的应用

顺序分型机构在定模型芯注塑模中的应用

廖茂梅

四川永贵科技有限公司 四川省绵阳市 621000

摘 要：

分析套管塑件的结构特点和成型工艺，介绍套管注塑模的结构与工作过程。将型芯设置在定模缩短了主流道的长度，采用顺序分型机构将塑件脱离定模型芯，简化模具结构。

关键词:套管;注塑模;顺序分型机构;定模型芯;主流道长度;

引言

由于注塑成型自动化程度高、成型周期短、操作简便，而且又可以生产从微型到巨型的不同复杂程度的塑件，所以注塑成型占据着越来越大的比重。而注塑成型的快捷、便利又依赖于优秀的注塑模具结构设计，它既要保证模具的自动化程度、运行的稳定性，又要保证模具零件的使用寿命以及更换的便利性。笔者有幸接触到一套分型机构和脱模机构设计非常巧妙的注塑模，在此将该模具的结构展现出来，与模具、注塑相关的从业人员分享。

1 套管塑件成型工艺分析

图1所示塑件为一工具零件的套管，材料为ABS，收缩率0.5%，外形尺寸79 mm×36 mm×24 mm。套管由椭圆形的的管身和底座组成，内部有“十”字形的装配卡槽，内侧壁有0.5°的脱模斜度，管身顶部有一圆形通孔。套管底座的侧面为圆弧，因此塑件分型面的位置在塑件最大轮廓处，即底座圆弧面的中间，如图2所示。

图1

图2模具为保证分型顺序的机构设计

根据套管塑件的结构特点初始设计的一模两腔模具结构如图3所示。从图3可以看出，模具采用侧浇口浇注系统，采用推板7脱模。经过分析，这个模具结构存在两个问题：一是主流道长达115.5mm，造成流道冷凝料的极大浪费；二是由于分型面在塑件底座圆弧面的中间位置，用推板将塑件脱出型芯3后，塑件仍有部分粘在推板上无法完全脱离模具，必须增加二次推出机构塑件才能完全脱模[1]，模具结构较复杂。因此，这个方案不合理。

2 模具结构设计

根据套管塑件成型工艺分析最终设计的一模两腔模具结构。塑件倒置摆放，定模型芯3安装在定模底板3上；模具采用侧浇口浇注系统，主流道长度缩短至60.5mm，有利于减少流道冷凝料；模具有两个分型面I和II；模具采用顺序分型机构和推杆13完成塑件的脱模。

1-浇口套；2-定位圈；3-型芯；4-型腔；5-定模底板；6-定模板；7-

推板；8-动模板；9-垫块；10-复位杆；11-拉料杆；12-推杆固定板；13-

推杆底板；14-垃圾钉；15-动模固定板；16-导柱；17-直导套；18-导套

图3套管初始注塑模具结构

2 顺序分型机构

该模具为保证分型顺序的机构设计，很值得借鉴。从图2可看到，11流道板和13凹模板构成了模具的中间板，只是出于加工的原因而被拆分成了两块，中间板两侧都需要分型，分别用于取出浇道冷凝料和塑件。注塑机动模固定板开模后退时，位于动模板和中间板间的流道分型面以及位于中间板和定模板之间的塑件分型面都有可能实现分型，而该模具在控制分型面分型的先后顺序方面设计的非常出色。

从图2可以看到，由6弹簧和7分型顶针构成的推出机构，被安装在1定位环和9定模底板、10定模板构成的定模内部，控制着分型面分型的先后顺序，确保了模具顺序分型的稳定运行。当动模部分随注塑机动模固定板后退时，处于压缩状态的6弹簧通过7分型顶针，将弹簧力施加给中间板，迫使模具首先在定模板和中间板之间的流道分型面分型，流道冷凝料由于冷料井和点浇口的作用力而留在中间板上。中间板随动模部分继续后退到5定居拉杆的最大长度，中间板无法继续后退，从而在中间板和动模板之间形成二次分型，塑件由于型芯包紧力而留在动模上，同时点浇口被拉断。

3 二级推出机构

二次分型后留在型芯上的塑件，由于壁厚较小，只能采用推件板或矩形截面的扁平推杆推出，该模具采用了推杆的形式。由于推杆的截面宽度必须小于或等于塑件厚度1mm，而从18推杆垫板到塑件分型面的距离较大，推杆的刚度无论如何都达不到要求，使用过程中很容易折损。因此，模具采用了二级推出机构的设计，其也成为设计的亮点之一。

从图2可以看到，由26螺钉、27二级推杆垫板、28二级推杆固定板和29二级推杆构成的第二级推出机构，位于15型芯垫板和16动模底板内部。这样的设计有效的缩短了二级推杆的长度，增大了推杆的刚性，确保了推出机构的正常运行。当18推杆垫板受到模具推杆的作用力时，推出机构沿22推板导柱滑动，将作用力直接传递到27二级推杆垫板上，从而驱动二级推出系统向前运动，由29二级推杆将塑件从型芯上推出，然后由25弹簧驱动推出机构复位。

另外，笔者认为该模具的设计结构复杂但不紊乱，有效地利用了模具空间，将诸多保证模具稳定运行的结构放在了模具的内部，使模具的外观简洁、整体划一，也减少了模具使用过程中的客观风险。同时该模具流道大幅度简短，提高工程塑料利用率，增加生产成本。

4.成型零件设计

成型零件由定模型芯3、定模型腔4和动模型腔9组成，。由于开模时，定模型芯与定模型腔有相对运动，定模型芯与定模型腔须采用锥面配合，避免定模型芯与定模型腔摩擦造成磨损塑件产生飞边。

4.1定模型芯因长度较长，在注塑时受到注塑压力的作用易产生侧向弯曲变形，从而影响套管塑件壁厚的均匀性。考虑到套管顶部有通孔，在定模型芯顶部设计一个支撑头增加型芯的刚度。支撑头与动模型腔采用锥面配合，避免支撑头与动模型腔摩擦造成磨损塑件产生飞边。

需要注意的是，由于开模时，定模型腔与浇口套1有相对运动，定模型腔与浇口套也采用锥面配合，避免定模型腔与浇口套摩擦造成磨损塑件产生飞边。

4.2 模架设计

模具采用的是不带流道推板的简化型三板模架，具体型号为龙记模架GAI。导柱20与定模型芯一样安装在定模底板上，同时导柱比定模型芯高约5～10mm，保护定模型芯不受损坏[2]。导柱与导套22配合导向定模板5，导柱与导套21配合导向动模板10。动模型腔安装在动模板里，因动模型腔较高，动模板采用开通框的方式以方便加工，此时需要增加支承板11来支撑动模型腔。由于塑件在动模型腔的高度H1较高，必须增加垫块12的高度保证顶出距离H2,H2=H1+(5～10）。

4.3 顺序分型机构设计

因型芯安装在定模，模具脱模的关键是将塑件脱离定模型芯留在动模。模具采用顺序分型机构将塑件脱离定模型芯留在动模。模具有两个分型面，须控制两个分型面打开的顺序和距离。模具采用弹簧8控制分型面打开的顺序，在合模状态下弹簧处于压缩状态，模具开模时，在弹簧弹力的作用下，分型面I先于分型面II打开，定模型芯固定在定模底板上不动，定模型腔和动模型腔一起将塑件脱离定模型芯。模具采用定距螺钉8控制分型面I打开的距离，因套管十字槽的内侧壁有0.5°的脱模斜度，分型面I只要打开5mm，塑件就不会包紧在定模型芯上。

结语

注塑模是技术含量较高的机械装置，这些技术集中体现在保证模具稳定运行、自动化程度高和操作简便的结构设计方面，而这些结构的设计或多或少都来自于前人的设计经验，或者在前人设计的基础上进行创新。本文所展示的模具，其分型机构和脱模机构设计巧妙，有效的保证了模具的稳定运行和零件的使用寿命，可以为模具设计人员提供很好的借鉴。

参考文献

[1]张维合注塑模具设计实用教程[M]北京:化学工业出版社,2011:239.

[2]张维合注塑模具设计实用教程[M]北京:化学工业出版社,2011:256.