注塑整圆内倒扣塑件的简易抽芯法

2019-06-11廖益均罗坤麦贵鑫吴晓莉王卫生

成都工业学院学报 2019年1期

廖益均罗坤麦贵鑫吴晓莉王卫生

摘要：针对具有整圆内倒扣特征的特殊塑件，设计了一种简易的分步抽芯机构。采用组合式凸模分步抽芯的方法，实现分步抽出具有整圆内倒扣特征凸模的目的。运用UG NX、AutoCAD等计算机辅助设计软件，设计出了运用该结构的注塑模具。分析表明，该结构运动过程简单，能够稳定可靠的完成整圆内倒扣塑件的脱模。

关键词：

整圆内倒扣；注塑模；楔形推块；分步抽芯；多分型面

中图分类号：TH21文献标志码：A

文章编号：2095-5383（2019）01-0012-04

Abstract：A simple stepbystep core pulling mechanism was designed for special plastic parts with internal full circle undercut. This method was adopted to achieve the purpose of pulling out the punch with internal full circle undercut feature stepbystep. By using UG， AutoCAD and other computeraided design software， the injection mold with this structure was designed. It is proved that the structure has a simple motor processes and is a reliable solution to the demould of plastic parts with the features of internal full circle undercut.

Keywords：

internal full circle undercut ； injection mold； wedge pushing block； stepbystep core pulling； multiple parting surface

塑料凭借其易于成型、易于生产和低成本等的特性在生产生活中运用越来越多，涉及的领域也越来越广泛[1]。当下对塑料潜能的开发正处于深度开发阶段，尤其凭借其易成型的特性可生产许多其他材料无法生产的具有特殊结构的制件，能够大大减轻在特殊结构件上对其他材料的加工压力。注塑模具成型作为最常用的一种可以大批量、高效率生产塑件制品的加工方法，在塑料成型领域中占有举足轻重的地位。但对于具有特殊結构的塑料件，该如何运用模具进行精确生产，一直都是世界公认的难题[1]。本文主要针对具有整圆内倒扣特征的塑件，提出一种具有该结构以及类似结构的塑件的简易脱模方法。目前，行业面对整圆内倒扣塑件大多采用强制脱模的方法或者采用内缩型芯[2]，这两种方法中前者对塑料的流动性和塑件尺寸要求较高，后者的结构复杂且模具的成本很高。本文通过采用组合型芯分步抽出的方法巧妙地为下一型芯抽出让出空间，解决了整圆内倒扣塑件强制脱模时型芯挤压塑件产生的诸多问题。因此，该方案中型芯结构简单、机构动作单一，是生产具有整圆内倒扣特征的塑件的可靠结构。

1分步抽芯法

11分步抽芯法的原理

如图1所示，是一个具有整圆内倒扣结构的塑件，该塑件具有一个整圆的内凹。

图2为分步抽芯法的工作示意图，其中型芯被分为5部分，分别为滑块1（两块）、滑块2（两块）、主型芯3。

滑块1和滑块2采用斜面拼接的方式，配合倾斜角α，整圆内倒扣加工在滑块1和滑块2上。只有让滑块1和滑块2分别向塑件内侧抽芯，才能使塑件顺利脱模。该机构采用非常规的动模双分型面设计，主型芯3固定在动模板2上，滑块1和滑块2固定在动模板1上。开模时随着CC分型面的分开，在定距拉板限位的作用下，主型芯3与滑块分离并且刚好运动到滑块以下2～3 mm处，为滑块1和滑块2内抽避让出空间。然后在侧抽机构的作用下，滑块1先于滑块2向内部抽芯。在完成抽芯距S1后，滑块1相对应的塑件内倒扣完成抽芯，同时也为滑块2内抽避让出空间。紧接着，滑块2在侧抽机构带动下向内运动抽芯距离S2，结束整个塑件内圆倒扣的抽芯工作。之后，塑件则可采用常规方法脱模。

通过以上对该分步抽芯机构的分析，此机构必须满足以下三点要求才能顺利完成脱模，一是必须设计出合理的斜度配合角α；二是合理的控制主型芯3的运动距离，这可以采用限位机构实现；三是滑块1必须先于滑块2内抽，可采用相应的模具机构实现。

12模具实例

如图1所示塑件，塑件内部具有半径为25 mm的整圆内倒扣结构，材料为ABS，塑件外表面要求无明显的划痕，批量中等。

材料为ABS，收缩率为04%～09%，弹性模量值为02 GPa。ABS具有较高的抗冲击强度和良好的机械强度[3]。根据塑件的结构和材料ABS的性能分析可知，该塑件的结构成型不难，但是塑件的脱出较为困难。

针对该塑件设计出如图3所示的模具，这副注塑模具采用11的原理而设计。模具共有AA、BB、CC、DD四个分型面。综合考虑该材料的性能和塑件的结构，这副模具采用点浇口进行浇注[4]。

这副模具采用弹簧顺序脱模机构[5]，开模时AA分型面的压缩弹簧16迫使此面首先分开。在固定在定模板上的凝料拉杆24的作用下，点浇口被强行拉断。随后在限位机构（即图3CC所示）的作用下，BB分型面先于其他分型面打开。主流道凝料拉出，完成凝料的自动脱出。其定距限位螺钉26的限位距离为45 mm。

随后CC、DD分型面打开（由于这两个分型面打开的先后顺序并不影响脱模工作，故没有设计弹力机构）。该模具没有使用传统的侧抽芯机构，而是选择使用楔形推块6与内侧凸模型芯25开出的斜面槽相配合。通过楔形推块的向上运动来带动滑块以不同顺序向塑件内部运动，从而完成内抽动作。由于滑块1和滑块2之间采用倾斜角α配合，所以当滑块1向内运动抽芯距离S1后，滑块2也向内运动抽芯距离S2。内抽完成后，斜面已经不再具有推动内侧抽滑块内抽的作用。这时楔形推块继续向上运动，实现推杆的作用，顶出塑件，开模动作顺利完成。

模具四个分型面分别通过定距拉杆39、定距拉杆26、定距拉板7、定距拉板32完成限位。各定距机构的限位距离是为了完成相应的分型工作，分别取25、45、30、45 mm。

2设计要点

21配合角α和内抽距S1、S2以及推出距L1

从图2可以看出配合角α会影响内抽滑块的相对运动；滑块的相对运动会影响内抽滑块的抽芯距S1；抽芯距会进一步影响BB、CC分型面分型距L（即定距拉板的定距长度）；分型面分型距L会影响推出机构的推出距离L1。因此，配合角α、滑块1的抽芯距离S1、滑块2的抽芯距离S2、分型距离L、推出距离L1之间满足的关系为：

L=S1×tan α+H+（2～3）mm

L1=X+L（1）

其中：X为推出机构的其他推出距离；H为塑件内部高度。

显然，由（1）式可以得出：α越大，S2越大，越有利于整圆内侧倒扣的脱模；但是α过大会造成滑块过薄，使得内侧凸模型芯结构强度不足，影响模具寿命，所以在选择配合角α时必须考虑多方面的因素。

22配合长度L2

如图2所示，滑块2和滑块1之间的配合长度为L2，这段长度的作用是封胶。L2太短会影响滑块的配合穩定性，容易引发塑料体向型芯内部空间溢料。由于溢料发生在组合凸模内，会填充凸模内部，影响滑块间的运动。同时，塑料的堆积会严重影响滑块之间的配合，故应避免溢料现象。

解决方案为滑块与主型芯间采用过度配合，即在合模时滑块内部的间距略小于主凸模。采用此方案，合模时主凸模会给滑块一个压紧力，进而保证滑块的配合准确性。建议L2不要小于6 mm。

3结语

本文主要针对具有整圆内侧倒扣特征的注塑件，介绍了一种分步抽芯的脱模方法。该方法结构简单，机械动作单一可靠，能够避免强制脱模造成的塑件变形。其设计的关键为，将动模拆分到两个分型面上，进而完成主型芯和滑块的分离，为滑块内抽让出空间。本文模具中塑件结构比较简单，技术要求不高，故采用一模一腔设计[6]。

由于需成型塑件较复杂，故选择楔形推块进行推出，从而简化了该模具的设计。又因推出距离较大，设计模具时要选择合适的注塑机。参考文献：

[1]张清. UG注塑模具设计与制造[M]. 北京：化学工业出版社，2005：150178.

[2]屈华昌，张俊. 塑料成型工艺与模具设计[M]. 3版. 北京：机械工业出版社，2014：118264.