郑棋雨

摘 要：本文通过塑件的结构工艺剖析来设计斜滑块的侧向分型与抽芯部分、动模的整体设计分型面、浇注系统的设计、成型零件的设计、顶出机构的设计、冷却系统的设计、模具的加工制造与塑料模具的工作进程。

关键词：楔紧块（有导向作用）；动模成型；侧向分型

中图分类号：TQ320.52 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）24-0077-03

近年来，塑料制品的迅速发展，由于其自身的一系列优势，在工业生产中得到了广泛的应用。因为塑料的密度较小，化学稳定性高，另外塑料的减振性能和隔音性能很好，很多塑料又有透光性能和绝热性能以及防水、防透气和防辐射等特殊性能，于是塑料已成为各行各业不可缺少的一种材料。塑料以其优越性已取代了许多钢材制品。模具是塑料成型的重要装备，从日常塑料制品用品的设计对我们深入了解模具设计与制造具有更大的意义。

1 塑件结构工艺分析

VF170塑料水管接头图1所示，它表面粗糙度一般，因为其能实现使用性即可对外观没什么要求，PVC一般精度取IT5级，其壁厚均匀。

（1）该塑件为管型零件，外形尺寸较大，外侧面有螺纹，底面有环形凹坑，内壁每个面都用圆弧过渡。（2）塑件对其使用性有要求所以壁厚较厚为2.5mm。（3）材料是硬聚氯乙烯，因为它具有更好的拉伸、弯曲、压缩、抗冲击和选择。（4）PVC模具型腔有坡度35-40°和模芯30-50°。因此，模芯的脱模角为30°。

2 模具结构设计

2.1 分型面的设计

分型面的设计图2所示，（1）分型面应为塑件最大塑性部分，塑件最大外形的顶部外形，以便对分型面进行设计。（2）分型面的选择应保证塑件的精度要求及满足塑件的外观质量要求，所以塑件的内型用上下两芯子对叉，内分型面选在没有圆弧过渡的直壁上。

2.2 浇注系统的设计

该塑件为管形零件浇口选轮幅式浇口，这类浇口的优点是耗料比环行浇口少得多，且去除澆口简便，分流道的详细布置如图3所示[1]。

2.2.1 主流道设计

主流道通常设计在模具的浇口套中，而浇口套可直接采办的，主流道垂直于分型面便可。

2.2.2 分流道及进浇口的设计

综合考虑到轮幅式浇口进料会产生熔接痕所以分流道及进浇口不宜过多及塑件体积大小（进料的多少）选分流道及进浇口数为3，具体流道及进浇口布置如图3所示。分流道的作用是改变熔体流向，使其以平稳的流态均衡地分配到个型腔，所以应尽量减少流动过程中的热量损失与压力损失。经常使用的分流道有圆形、梯形、U形、半圆形及矩形；在这里采取圆形分流道，优点是因为它的表面积最小，在温度较高的塑料熔体和温度相对于较低的模具之间提供较小的接触面积，以减小热量损失。分流道的表面粗糙度Ra取1.6。这里采取限制性浇口，它的优点是经过截面积的突然变小，使分流道送来的塑料熔体产生突变的速流加多，抬高剪切速率，降低粘度，使其成为理想的活动状况，从而迅速均衡地充满型腔。

2.3 侧向分型与抽芯机构的设计

考虑到塑件下半部是成型外螺纹且螺纹外径较大及螺纹的顺利脱模，选用斜滑块侧向分型与抽芯机构[2]。

2.3.1 侧向抽芯导向机构的设计（楔紧块）

在塑件的上端有环形凹坑需成型，塑件的脱模便成了一定的问题，所以在选择斜滑块导向机构时就要注意了，斜滑块就不能用导滑槽导向。顺其自然的就会想到用斜导柱导向，但由于左右两斜滑块体积较大且两滑块需靠破，靠破的力也是要相当大的，这里就不得去考虑斜导柱的承载能力了（可能斜导柱会折断或弯曲）。

综合考虑选用楔紧块上加工出有斜度的T型块和斜滑块中加工出有斜度的T型槽导滑，楔紧块即有导向又有楔紧的作用，而且是斜滑块侧向分型抽芯平稳、安全，楔紧块是具体尺寸可从图纸中得到，三维图如图4所示：

2.3.2 抽芯距离的设计

塑件外螺纹半径为R内螺纹的半径r，所以可得抽芯d==12.4mm。

考虑到实际情况抽芯距离必须大于12.4mm，实际抽芯距离L=S/sina=16mm（楔紧角度取20°）。

2.4 成型零件设计

2.4.1 结构设计

塑件的外形由动模、定模及斜滑块来成型。塑件的内形采用两芯子对插，端面靠破来成型，这样结构相对简单，模具加工方便，互换性强，可减少大量制造与维修成本，具体结构如图5所示：

2.4.2 成型尺寸的设计

PVC的平均收缩率为0.8%，这里没必要将所有的成型尺寸计算出来，可直接用PRO/E分模在收缩率中设计收缩率为0.8%所有的成型尺寸即可得到。

2.4.3 动、定模的设计

塑件的摆放可知定模主要是成型塑件环形凸台，而动模除了要成型塑件环形凸台外还要考虑到给成型塑件螺纹的斜滑块让位及导滑槽的加工，动、定模具体尺寸可从图纸上得到，三维外形如图6所示。

2.4.4 动模、定模型芯的设计

动模、定模型芯是用来成型塑件内形的，动模、定模型芯的端面是要靠破的，所以在设计型芯的高度时是要特别注意的.同时在动模、定模型芯的端面还要开设分流道，进浇口是开设在动模型芯上的。动模、定模型芯具体尺寸可从图纸上得到，三维外形如图7所示。

2.4.5 斜滑块的设计

塑件的螺纹是用斜滑块来成型的，两斜滑块接触端是要靠破的，在设计时考虑整个接触面是需靠破及考虑到配模是的难度，所以在两斜滑块接触端可割出个阶梯减小配模的难度及对漏料也有一定的防止作用。斜滑块具体尺寸可从图纸上得到，三维外形如图8所示。

2.5 顶出机构的设计

由于设置推杆的自由度较大，而且推杆截面大部分为圆形，制造方便、维修方便，容易达到推杆与模板或型芯上推杆孔的配合精度，推杆推出时运动阻力小，退出动作灵活靠得住，推杆损坏后也便于替换。在这副模具中，由于塑件的壁厚较厚，同时塑件的下端面没有什么精度要求，在塑件的下端面设计推杆可行且加工与维修方便，所以在下端面设计12根直径为2的推杆，若在注塑成型后时间推不出时，修模也方便，只需在端面多加工几根推杆即可。

2.6 冷却系统的设计

PVC的模具温度为30℃-60℃小于模具临界温度80℃，所以需要冷却且用水冷即可。设置冷却效果良好的冷却水回路的模具是缩短成型周期，提高生产效率最有效的方法。假如不能实现均一的快速冷却，则会使塑件里面产生应力而导使产品变形或开裂，所以应根据塑件的外形、壁厚及塑料的种类设计与制造出能实现均一、高效的冷却回路。

这副模具的塑件是由动模、定模、两斜滑块、动模型芯及定模型芯俩成型的，考虑到冷却水路的加工方便及模具结构的简单化，在动模和固定模上设置了直流循环水路，大部分塑料件都包裹在动力模型的核心，所以板式水路的开孔模型为核心。若在生产过程中发现冷却系统不能达到欲想的冷却效果，可在两斜滑块中各开设一个直流循环水路或在定模型芯上开设个阁板式水路。

3 模具的工作过程

如图9所示，模具的工作过程首先合模后从浇口浇注熔融塑料进入型腔，待塑料冷却后动、定模板3、5分开，在楔紧块4的侧向导向作用下，斜滑块22侧向分型及抽芯，同时浇注系统脱离定模。而后动模走到底推板9动作退出推杆12，推杆12将塑件推出，取出塑件即可。

参考文献

[1]屈华昌.塑料成型工艺与模具设计[M].北京：高等教育出版社，2001.

[2]黄毅宏.模具制造工艺[M].北京：机械工业出版社，1999.endprint