弹性套成型工艺分析与模具设计

1　弹性套结构分析

弹性套结构如图1所示，材料为PC+ABS，收缩率为0.53%～0.59%。塑件主体为两层圆柱形管件，顶端圆台盘直径为φ97.5mm，底端为锥管，高度为40.2mm。在锥管和顶端圆台盘之间间隔设有2种不同朝向的棘刺，一种外径为φ65.3mm，另一种外径为φ48.6mm，每一种分3组，每一组又含有4个荆棘。塑件的中部为直径φ20mm的小套管，高度为87.9mm。成型该塑件的模具有2个设计难点：①浇注系统的开设；②成型塑件的脱模。

2　分型及成型零件设计

针对塑件的结构特点及成型难点，采用图2所示的分型，以P1、P2面将型腔分割成三层。为便于成型塑件的脱模，P2面以上的成型零件分割成上端中心型芯镶件1和上端推出镶件2，P1面和P2面之间的成型零件分为6组，以其中的1组为例，该组成型零件包括侧面上镶件3和侧面下镶件5，侧面上镶件3和侧面下镶件5在模具中安装时使用螺钉紧固在一起。P1面以下的成型零件为型芯镶件，也进行二次分割，分割为下端型芯镶件7和下端中心型芯镶件8。

上述分型设计，成型塑件的脱模可以按以下步骤完成：塑件在上端中心型芯镶件1上由上端推出镶件2向下推出；然后6组侧面镶件由各推杆推出，镶件推出的同时实施侧面抽芯。以侧面上镶件3和侧面下镶件5为例，滑块推杆10将侧面上镶件3和侧面下镶件5向上推出时，侧面上镶件3和侧面下镶件5将成型塑件从下端中心型芯镶件8和下端型芯镶件7上推出；推出的同时，侧面上镶件3和侧面下镶件5同步向左边侧抽芯。为保证塑件中心部位的推出脱模，下端中心型芯镶件8内还设有推杆9辅助推出，塑件从下端中心型芯镶件8中推出后自动脱落，实现完全脱模。

3　模具结构设计

3.1　结构布置

结合塑件产量需求和模具制造成本，模具结构布置为1模1腔较为合理，如图3所示。模架选用三板模模架，定模一侧须实施一次推板推出动作，因而在定模一侧需要增加的开模动作控制机构件有长拉杆12、弹簧定距拉杆13、脱料板拉杆14、顺序开启器15。动模一侧需要辅助添加的机构件有拉模扣18、复位杆16、复位弹簧17。因分型面P1、P2面之间的外壁脱模需要使用6组侧抽芯滑块机构，动模一侧布置了6个机构M1~M6用于塑件外壁的脱模。与外壁脱模同步进行的动作是塑件被中心推杆19、小推杆20从下型芯镶件上推出。考虑塑件外壁上有众多枝杈，型腔难充满的特点，将型腔的浇注分为6个区域，以保证各枝杈末端都获得充足的充填压力，如图3（a）所示，型腔采用6个点浇口均布在其上方进行浇注，分别为浇口G1~G6，浇口直径为φ0.8mm。由于型腔周边设有较多侧抽芯机构，且各侧抽芯机构尺寸小，难以设置冷却管道，经综合分析，确定型腔使用C1、C2水路进行冷却。C1水路用于上端推出镶件2的冷却，C2水路用于侧面上镶件3、4的冷却。

3.2　结构安装

模具结构如图4所示，上端中心型芯镶件1由楔紧块24及定位销37紧固安装在定模板27内，其外圆柱面上套装有上端推出镶件2，设计为推板形状。侧面上镶件3、4设计成滑块形式，且分别与侧面下镶件5、6紧固，通过与斜楔35上的T形导轨滑动配合而安装在斜楔35上，斜楔35上端设有用于滑块限位的锁紧块36，防止滑块被顶出后脱落，6个滑块及其对应驱动的斜楔35都安装在动模板28内。下端型芯镶件7用螺钉紧固安装在动模垫板29上，同时也用于将下端中心型芯镶件8紧固安装在动模垫板29上。推杆9、滑块推杆10、11安装在推杆固定板32上，脱料板26、定模板27、上端推出镶件2上分别设置导套39~41与导柱38滑动配合，用于模板的滑动导向。模具分4次打开，开模顺序为PL1→PL2→PL3→PL4，控制开模顺序的机构件包括长拉杆12、弹簧定距拉杆13、脱料板拉杆14、顺序开启器15、拉模扣18。其开模原理：注塑机滑块带动动模后退，由于顺序开启器15将定模板27、上端推出镶件2、动模板28锁紧，同时拉模扣18也将上端推出镶件2和动模板28锁紧，模具首先在PL1面处打开，随着动模继续后退，长拉杆12将拉动脱料板26后退，PL2面打开，脱料板26直到被脱料板拉杆14拉住而不能继续后退，与此同时，顺序开启器15开锁，定模板27、上端推出镶件2、动模板28分离。随着动模的继续后退，动模板28通过拉模扣18的摩擦力拉着上端推出镶件2克服弹簧定距拉杆13的弹力而在PL3面打开，上端推出镶件2将成型塑件从上端中心型芯镶件1推出，使塑件留于动模一侧。随着动模继续后退，上端推出镶件2不能继续下行，上端推出镶件2与动模板28分离，PL4面打开，弹簧定距拉杆13的弹力迫使上端推出镶件2与定模板27同步闭合，塑件留于动模侧。

4　模具工作原理

模具工作原理如下。

（1）模具闭合完成注射过程，等待开模。

（2）模具动模后退，首先在PL1面处打开，6个点浇口凝料与塑件分离。

（3）动模继续后退，PL2面打开，脱料板26将流道凝料从拉料杆23上推出而脱落。

（4）动模继续后退，PL3面打开，上端推出镶件2将成型塑件从上端中心型芯镶件1上推出而留于动模侧。

（5）动模继续后退，PL4面打开，PL3面同步闭合，塑件与上端推出镶件2完全脱离。

（6）动模继续后退到一定位置，注塑机顶杆推动推板33推出，滑块推杆10、11推动滑块，一边侧抽芯一边配合推杆9同步将成型塑件从下端中心型芯镶件上推出，直到塑件自动脱落，实现完全脱模。

（7）复位时推板33先复位，而后模具按PL1→PL2→PL3→PL4顺序闭合，模具开始下一次注射成型。

5　结束语

设计了1副6个点浇口三板模用于塑件的自动注射成型。模具结构特点：①采用推板推动推杆而驱动侧抽芯滑块实施侧抽芯脱模；②使用多点式点浇口对型腔进行浇注，以确保型腔完全充填；③定模一侧增加了上端推出镶件2将成型塑件从定模侧辅助推出，以确保塑件脱模稳定，模具由普通三板模的3次开模改变为4次开模，简化了结构且实现了自动化生产。

▍原文作者：朱定远

▍作者单位：柳州铁道职业技术学院