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本文摘选自《模具工业》2019年第1期 有删减，如需全文，请购杂志或前往知网下载 调温器（thermostat）又称节温器，是汽车发动机冷却系统的重要零部件，其作用是根据水冷系统的工作温度将循环路线自动地在大循环和小循环切换，并自动控制相应的流量，对发动机工作温度进行自动调节，保证发动机始终在最合适的温度范围内工作。 调温器结构如图1所示，上表面是模具的主分型面，孔位、侧凸与侧凹较多。 图1 调温器结构 图2 调温器罩体的脱模检测 调温器罩体的脱模检测如图2所示，经脱模检测可知倒扣的位置与主分型面有一定的距离，无法设计成结构简单的动模滑块，必须设计成定模滑块。注塑机的顶出机构设计在动模侧，因此塑件要优先考虑留在动模侧。塑件推出时定模滑块必须顺利退出，否则塑件存在拉伤的风险，因此需设计可靠的机构以保证定模滑块要退到位，保证主分型面打开。 调温器罩体的4个侧面有较多的侧凸和侧凹，这些侧凸与侧凹形成的倒扣在脱模时无法沿着顶出方向脱模，强行脱出会拉伤塑件。因此在塑件顶出前，侧凸与侧凹必须先侧向抽芯脱模，侧向分型与抽芯机构如图3所示。 图3 模具抽芯机构的总体设计 01 定模抽芯机构设计 为了保证定模滑块完全推出后主分型面打开，设计了图4所示的开模控制器。 图4 开模控制器 1.定模座板 2.型腔固定板 3.拉板 4.滑块 5.锁紧座 6.型芯固定板 7.插销 8.支撑板 9.推杆固定板 10.推杆托板 11.动模座板 开模时，固定于型芯固定板6的拉板3拉住固定于型腔固定板2的滑块4，滑块4安装在锁紧座5上，锁紧座通过螺钉紧固在型腔固定板上。此时，分型面II-II被锁住而无法打开，迫使分型面I-I先打开。分型面I-I打开一定距离后，滑块4落入插销7右侧的凹陷面，滑块4与拉板3脱离，此时分型面II-II打开。 弯销侧向抽芯机构是斜导柱的变异形式，该结构的优点是斜角α最大可达30°，即在同一个开模距离中有比斜导柱更大的抽芯距。在设计弯销侧向抽芯机构时，需保证弯销与滑块孔之间的间隙较大，一般在0.5mm左右，否则闭模时可能发生卡死现象。 图5 弯销侧向抽芯机构 1.动模座板 2.垫块 3.型芯固定板 4.滑块限位机构 5.型腔板 6.耐磨板 7.弯销 8.定模座板 9.定位圈 10.浇口套 11.定模板 12.滑块 13.塑件 14.动模型芯 15.支撑柱 16.推杆固定板 17.推板 弯销侧向分型与抽芯机构设计如图5所示，在开模控制器的控制下，分型面I-I先打开，在弯销7的作用下滑块12向左边移动完成脱模过程，然后分型面II-II打开完成整个开模动作。弯销的左侧面带有斜度与型腔板5配合。为防止生产过程中因为磨损或加工误差而导致定位不准，在弯销斜面设置耐磨板6，耐磨板的厚度可以灵活调整，弯销、滑块与型芯固定板配合的面也设有耐磨板。滑块靠弯销移动后，由滑块限位机构4限位，整个滑块脱模过程的动作简单可靠，易于装配及维护。 02 液压缸抽芯机构设计 液压缸侧向抽芯机构利用液压缸提供的压力，通过液压缸及其控制系统实现侧向分型或抽芯动作。液压缸抽芯距离长、作用力大，还可以由电路控制与其他开模动作的先后顺序，适合有先后顺序要求、抽芯距离较长或较大型的滑块。由于调温器罩体塑件的抽芯深度达127.46mm，必须采用液压缸抽芯，抽芯深度如图6所示。 图6 抽芯深度 液压缸抽芯的滑块采用镶拼式结构，液压缸底座需伸入模架定位，当滑块在液压缸底座上滑动时，底座必须开设油槽；当滑块在液压缸底座上的滑动面超过滑块总滑动面1/3时，液压缸底座设置定位。液压缸活塞杆运动时应避免与注塑机的导柱和底部发生干涉，对于行程较长的滑块尽量设计在模架上表面。禁止对液压缸活塞杆直接封胶，防止滑块与动模、定模的开模发生干涉。 图7 液压缸抽芯机构 1.动模板 2.液压缸 3.液压缸活塞杆 4.楔紧块 5.T形块 6.滑块尾座 7.滑块型芯 8.滑块座 9.定模座板 10.型腔板 11.定模型芯 12.塑件 13.动模型芯 液压缸抽芯机构如图7所示，滑块抽芯机构由楔紧块4固定，模具打开时分型面I-I先打开，此时楔紧块与滑块抽芯机构的斜面分离，然后电路控制系统控制液压缸活塞杆3执行抽芯动作，滑块抽芯动作完成后，分型面II-II打开。 03 镶件设计 调温器罩体抽芯侧有多个圆形凸台，这些圆形凸台如果设计成整体结构，狭窄的缝隙用CNC加工困难，增加了模具的制造难度。若将其切割设计成镶拼结构，不但解决了加工的难题，而且可以在镶件上设计排气槽，改善排气效果，从而改善塑件的熔接痕，增强了其力学性能，抽芯机构的镶件设计如图8所示。 图8 抽芯机构的镶件设计 调温器罩体抽芯侧有多个通孔，抽芯机构的镶件之间、型芯镶件与抽芯机构的镶件之间会有碰穿，这些有碰穿关系的圆柱形并不是纯粹的回转体，没有关于轴线对称，故其安装位置唯一，必须对镶件设计定位台阶。 验证设计后的模具实物如图9所示。将模具吊装到注塑机上，设定合理的成型工艺试制塑件。 图9 模具实物 最终的循环周期为100s，注射时间为1.46s，计量时间为10.2s，注射开始位置为92.5mm，保压切换位置为28mm，残量为12.25mm，注射压力为11.6MPa，保压切换为8.9MPa，背压为1.4MPa，回转数为58r/min。 样件成型后，取品质稳定的塑件进行测试，通过拉伸试验机、拉力机、扭力扳手测量样件上众多的嵌件强度，通过水密试验机检测样件的水密性，最后通过三坐标测量机测量样件主要平面的平面度与全尺寸。经过各类测试检验，调温器罩体的关键性能参数都在规格范围内，证明了所采取的设计方案可行。 ▍ ▍原文来源：《模具工业》2019年第01期 |
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