一种无紧固件连接的塑料模具设计研究

2015-11-09李换朝胡增建高运平

机械工程师 2015年2期

李换朝，胡增建，高运平

（湖北省江河化工科技有限公司，湖北远安 444200）

0 引言

我公司接到一塑料模具型芯的设计任务，在距型腔开口1 000 mm处有一内部型面结构，见图1。从图可看出该内部型面由圆筒段1、锥筒段2、花瓣型3三部分型面组成，且花瓣型面3的底部直径φD小于圆锥筒段2的直径φA。型腔开口尺寸满足型芯在型腔外装配为一体后整体吊入的工艺，故该模具的装配不是型芯结构的设计难点。结合脱模工艺，三处型面须由三个部件分别成型。脱模时型芯沿轴线往直径变大的方向脱出。我们的任务是设计模具型芯成型的该处型面，并保证型芯脱模的可行性。

图1 塑料内型面局部示意图

1 设计难点

1）该内部型面距型腔开口1 000 mm，三个成型部件之间若采用紧固件联接和定位，脱模时操作者无法进行紧固件的拆卸；

2）三者之间的联接与定位既要保证准确、可靠，又要便于拆卸和安装；

3）花瓣型面3脱出后，花瓣底部直径φD形成的通道尺寸小于锥筒段2的外径φA，如何保证锥筒段2处型面且确保其顺利脱出也成为型芯设计难点之一。

2 采取措施

1）针对该处结构距型腔开口1 000 mm，采用紧固件联接三个成型部件操作无法进行拆卸的难题，我们设计了长5 mm台阶进行圆周定位，端面进行轴向定位，即在锥筒段2成型件与圆筒段1、花瓣型面3成型件配合处设计5 mm外止口，圆筒段1、花瓣型面3成型件相应位置设计内台阶进行压紧与定位。为确保脱模时锥筒段2与花瓣型面3两者能顺利分开，配合台阶沿脱模方向设计1∶10拔模锥度。

2）针对锥筒段2直径φA大于花瓣型面3底径φD，锥筒段成型模具无法脱模的难题，将锥筒段2成型模具分两组设计，见图3。每组包括一件直块、一件斜块I和一件斜伞块II。脱模时先脱出直块，为此在直块上设计3°脱模斜角。斜块I、II和直块的包容直径均小于花瓣式形底径φD；考虑到操作距离较远，在分块的模具上设计螺纹孔用于辅助脱模。为防止锥筒段2分瓣造成装配时的固定不稳，锥筒段2内孔与花瓣型面3外圆配合定位。