基于非标脱模机构的长圆管注射模设计

刘海建

（广东省技师学院，广东 惠州 516100）

0 引言

对于管类塑件，有2种常见的成型模具结构：①将待成型塑件水平摆放，外表面由动、定模各成型一半，型芯由侧滑块脱模，由推杆推出塑件；②将待成型塑件竖直摆放，外表面由2 块哈夫滑块各成型一半，型芯位于动模，塑件由推件板推出。运用这2种模具结构成型的管类塑件长度较小，且塑件没有扣位[1-2]。对于长度较长并有扣位的管类塑件，不适合采用上述模具结构成型，需要设计特殊的模具结构。如某电器的外壳是细长的圆筒形塑件，由于其长度较长，如果用液压缸抽芯，则抽芯的脱模距离和液压缸活塞伸缩的距离都较长，会影响模具的精度。为了保证成型塑件的精度，设计了非标脱模结构，其脱模过程：先将长型芯沿轴线方向脱模，使塑件与长型芯分离后，再用液压缸将整个抽芯机构顶起，然后沿长型芯的轴线方向将塑件取出。现对这种塑件的成型模结构进行详细分析。

1 塑件结构

塑件结构如图1 所示，长为374 mm，小端外径为φ51 mm，壁厚为2 mm，长径比为7.3∶1，形状细长，沿轴线方向的双边斜度为0.25°。塑件小端内径为φ36 mm，在小端内表面有6 个凸起。塑件外表面均匀分布3 条宽为7 mm 的长槽，其中一条长槽内部有一个槽形孔，在该长槽的两侧各有2 个凹陷。靠近塑件小端有2 个方孔，尺寸为28 mm×20 mm，2 个方孔截面中心线的夹角为120°，扣位①和扣位②位于方孔的两端，塑件大端的外圆柱面有若干条筋位。模具设计有2 个难点：一是方孔、扣位①、扣位②距离较近，不能设计独立的脱模机构，必须设计联动脱模机构；二是长抽芯机构的脱模距离较长，考虑模具成型精度的问题，不能一次性将长型芯从塑件中抽出，需设计非标脱模机构。

图1 塑件结构

2 模具结构

将待成型塑件横向摆放在模具的分型面上，其中槽形孔、槽形孔所在的长槽、长槽两边的凹陷向下摆放，由动模镶件成型；塑件另外2 条长槽位于左、右两侧的斜上方，采用液压缸＋滑块的机构向斜上方抽芯脱模；对于扣位①，采用滑块与动模镶件对碰的结构成型；方孔及与方孔相连的扣位②采用联动滑块机构向斜下方抽芯脱模；内表面的抽芯分成小端抽芯和大端抽芯2段，2段抽芯的对碰面位于小端内表面的圆弧边线处，2 段型芯都采用液压缸驱动，模具抽芯结构如图2所示[3,4]。

图2 模具抽芯机构

2.1 方孔与扣位①及扣位②的脱模结构

扣位①位于方孔的左边，由于扣位①的2 个侧面是斜面，采用滑块与动模镶件对碰的结构脱模，对碰面位于扣位①的中间位置，将扣位①从中间分开，对碰面的上方为滑块，下方为动模镶件。扣位②位于方孔的右边，由于方孔与扣位②距离较近，采用联动机构脱模，如图3所示。

图3 成型方孔与扣位①及扣位②的模具结构

2.2 塑件小端抽芯机构

塑件小端抽芯机构主要包括液压缸、液压缸支架、限位开关、抽芯座、型芯固定板、型芯等，如图4所示。为了保证与长型芯的复位精度，在小型芯的端面设置一个用于定位的圆台。

图4 塑件小端抽芯机构

2.3 塑件大端抽芯机构

塑件大端抽芯机构包括长型芯、型芯固定板、抽芯座、抽芯液压缸、顶起液压缸、滑槽板、导柱、导套等，如图5所示。由于塑件较长，如果脱模时将长型芯从塑件中完全抽出，液压缸的活塞杆和滑槽的距离都较长，影响塑件成型的精度，将长型芯的脱模距离设置为塑件长度的2/3，然后用液压缸活塞杆将整个抽芯机构和塑件顶起，最后沿轴向将塑件取出。为了使抽芯机构在上、下运动时保持平衡，在滑槽和动模板上设置4副导柱导套。

图5 塑件大端抽芯机构

2.4 塑件斜长槽抽芯机构

分布在塑件两侧的2 条长槽不能直接脱模，需要采用斜抽芯方式向斜上方运动脱模，斜抽芯结构包括液压缸、滑块座、滑块、限位开关等，如图6所示。

图6 长槽抽芯机构

2.5 联动脱模机构

扣位②与方孔距离较近，由于模具空间有限，无法设置2 个独立的脱模机构，而是将扣位②的滑块放置在方孔滑块中，由方孔滑块驱动扣位②滑块运动，形成联动脱模机构，包括液压缸、支架、方孔滑块座、方孔滑块、扣位②滑块座、扣位②滑块和压紧楔等，如图7（a）所示，其剖面结构如图7（b）所示。滑块机构的压紧楔一般位于脱模机构的上方，但为了避开其上方的长槽脱模机构，将该机构的压紧楔设置在方孔滑块座的下方，固定在动模座板上。为了在脱模前先将压紧楔移开，将模具设计为2 次开模，并将第1次开模设在动模座板与动模板之间。

图7 方孔和扣位②的联动脱模机构

扣位②的脱模机构由扣位②滑块、圆柱销、扣位②滑块座等组成，圆柱销的两端放置在扣位②滑块座的台阶上，如图7（c）所示。由于扣位②滑块座固定在动模板上，当液压缸活塞杆驱动方孔滑块脱模时，扣位②滑块座保持不动，方孔滑块中75°斜面将驱动扣位②滑块沿扣位②滑块座的台阶侧向运动，使扣位②脱模[5-6]。

3 浇注系统

模具采用热流道转普通流道的浇注系统，从塑件小端进料注射，如图8（a）所示。由于热流道所在位置是2 个长槽滑块的对碰面，将普通流道的主流道设置在2 个长槽滑块的对碰面上，再在小端抽芯的分型面上绕小端的抽芯开设一圈环形分流道，设置3个进料口，如图8（b）所示。浇口横截面较小，而纵向分流道的横截面积较大，可以视为冷料穴，能有效防止塑件表面出现流痕等不良现象[7-8]。

图8 浇注系统

4 冷却系统

冷却系统对于维持模具温度平衡起重要的作用。该模具的主要零件比较平整，适合采用直通式随形水路，其中长型芯和短型芯采用隔片+水井式水路冷却，在抽芯座上设置直通式水路，如图9（a）、（b）所示。长槽滑块采用2条直通式水路，如图9（c）所示。动模镶件冷却水路需要避开2个向斜下方运动的抽芯机构，因此动模镶件两端的冷却水路布局不一致，其中一端采用横向排列的直通式水路，另一端采用纵向排列的直通式水路，如图9（d）所示。动模镶件的冷却水路全部采用单向式的直通水路，可有效防止从其他位置带进热量，导致模具温度不均匀[9-10]。

图9 冷却系统

5 模具结构

模具结构如图10 所示，采用异形模架，取消推板、推杆固定板和2块垫板，将动模板与动模座板直接相连。

图10 模具结构

模具运动过程：当注射完成后，在辅助开模机构36 的作用下，模具首先在动模座板1 与动模板18分开，此时，斜楔21 离开滑块座22，进行第1 次开模。模具继续开模，动模板18 与定模板25 分开，形成第2 次开模。动模与定模完全分开后，液压缸活塞杆驱动各抽芯机构进行脱模运动，其中长抽芯脱模距离为250 mm，约为塑件长度的2/3，塑件套在长型芯12 上，然后顶起液压缸32 活塞杆将长抽芯脱模机构（包括长型芯12、长抽芯座13、滑块槽16、液压缸17 等零件）全部顶起，然后机械手将塑件沿长型芯的轴向取出。最后注塑机开始推动模具合模，合模过程与开模的运动相反。模具闭合后，开始下一次生产周期[11-12]。

6 结束语

由于塑件长度较长，为了保证模具成型塑件的精度，取消推板和推杆固定板的结构，设置了非标脱模机构。根据塑件的结构设计了多种不同的脱模机构，各脱模机构运行稳定，动作可靠。模具采用热流道转普通流道的浇注系统，并合理设计了冷却系统。该模具结构新颖，可为同类塑件的模具设计提供参考。