魏星雷

（荆州理工职业学院，湖北 荆州 434000）

在塑料模的设计过程中,经常会遇到各种形式的圆弧内形,使模具的设计变得很困难,为了有效地解决这一难点,探讨了用滑块连杆、齿轮齿条、油缸驱动浮动滑块、开模动作为动力源的浮动滑块机构等可行圆弧抽芯结构的工作原理和结构特点,对塑料模设计过程中遇到的圆弧抽芯的结构设计具有一定的指导意义。

在塑料模设计工作中，经常遇到塑料制品零件上有内外侧孔和侧凹的形状，在进行模具设计时，就需要考虑采用侧抽芯机构。常用的抽芯机构有手动、机动、气动和液压分型抽芯机构等。手动抽芯是依靠人工直接抽拔或通过传动装置抽出型芯，工作效率较低，劳动强度大，仅适用于小批量生产和试制生产；气动和液压抽芯是利用气压或液压系统抽出型芯，它具有传动平稳，可获得较大的抽拔力和较长的抽芯距；机动侧向抽芯是利用注射机的开模动力，通过传动零件，将活动型芯抽出，其结构复杂，但无需手工操作，生产效率高，是较为广泛采用的。机动分型抽芯机构又可分为弹簧式、斜导柱式、弯销式、斜导槽式、楔块式、斜滑块式、斜槽式、齿轮齿条式等8种。在实际生产过程中，斜导柱分型抽芯机构使用的最为普遍。这里单独介绍斜导柱抽芯机构的结构设计。

1 塑件成型结构

塑件选用 ABS+PC材料(即丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物/聚 碳酸酯复合材料)，其外形呈锥台状，锥台上端内圆直径为25 mm，下端内圆直径为29 mm，锥台高度12 mm，塑件平均壁厚1．2 mm；锥台侧壁上设计有30个侧边孔，以及15个对应的位于H下层单孔h(尺寸为Φ1 mm×2 mm)。上层单孔H的典型特点是：其竖直方向的中心线与塑件中心线在投影平面上的夹角为3°，其侧壁的脱模方向与该特征孔对应的位置径向中心线夹角为10°。

2 注塑成型及脱模难点分析

2.1 浇注系统设计

由于塑件侧边孔位较多，容易浇注不均导致塑件出现缺料等质量问题，因而浇口位置的选择及浇口形式非常重要。浇口须满足径向30个孔位孔间料位的充填可靠性、饱满性。其优点是：能保证塑件各部位均匀浇注；可在浇口废料顶出的同时，通过浇口连带将塑件从型芯上顶出；浇口去除方便。

2.2 侧边孔位脱模

塑件脱模存在的主要难题是侧壁上、下两层 30个孔的脱模(上层15个Φ8mm×1mm方孔H和下层15个Φ2mm×1mm方孔h)，且上、下层方孔的出模中心线与孔位中心线夹角为10°，上层单孔Φ8mm×1 mm(孔H)在侧面的投影中心线与塑件主体投影中心线的夹角为3°，单个孔沿径向抽芯脱模会拉伤孔壁或使塑件变形。因此对于本塑件上、下两层侧孔的抽芯脱模，采用Half滑块机构明显不合适，需有针对性地进行创新设计才能满足该塑件上、下两层孔位的抽芯脱模要求。

3 上、下层斜孔脱模机构设计

上、下层斜孔脱模机构设计可以考虑采用圆周多向同步抽芯机构。本方案采用液压油缸驱动圆盘齿轮，一次性带动15个圆弧滑块进行同步斜抽芯 的结构方式。该机构的装配情况为：塑件上层单孔H和下层 单孔h因其位向及出模方向一致，其成型可由对应的单一成型件——单孔成型圆弧滑块39来实现，机构上与单孔成型圆弧滑块39结构相似的构件有15组。以单孔成型圆弧滑块39的安装为例，单孔成型圆弧滑块39设计成尖形牛角状，其尖角对应于塑件的H和h成型部位，两侧为半径不等的圆弧面；单孔成型圆弧滑块39通过螺钉与圆弧导向滑块 37紧固联结，两者中间垫有中间联结块38，其为圆弧状导向块；圆弧导向滑块37通过圆弧导向滑块压板42安装于型芯承载镶件33上对应的滑动槽内；驱动销36通过过渡偏紧配合安装于圆弧导向滑块37上；圆弧导向滑块压板42通过螺钉紧固于型芯承载镶件33上，其内孔套装于中央芯轴型芯32上，其外圆周上套装有驱动槽圆盘齿轮35；驱动槽圆盘齿轮 35能以圆弧导向滑块压板42为轴心正反转动，驱动槽圆盘齿轮35上开设有驱动槽，驱动销36由其驱动；齿条40通过齿条盖板34安装于型芯承载镶件33上开设的齿条槽内，尾端通过螺纹联结有齿条连杆 41，第二驱动油缸43通过驱动齿条连杆41来驱动齿条40，齿条40与驱动槽圆盘齿轮35啮合连接。此外，为保证机构的稳定性，圆弧导向滑块压板42所开设的槽宽L3小于型芯承载镶件33上开设的圆弧导向滑块37运动槽宽度L2，以便圆弧导向滑块压板42将圆弧导向滑块37限制于对应的型芯承载镶件33的定距滑动槽内：中间联结块38的圆弧宽度为L1，而 L3=L1+0．03 mm。

其动作原理为工作时，第二驱动油缸43动作，芯杆向左抽出，拉动齿条40按F1所示方向(向左)运动，齿条40带动驱动槽圆盘齿轮35转动方向转动，使其上的导槽驱动驱动销36在槽内按F2方向运动，从而带动圆弧导向滑块37、中间联结块38、单孔成型圆弧滑块39三者组成的滑块组合体在型芯承载镶件33上的定距滑动槽内按F3所示圆弧方向转动，当导槽驱动驱动销36 在槽内由a点运动到b点时，圆弧导向滑块37被驱动由c点运动到d点，进而实现单孔成型圆弧滑块39从塑件上H及h孔的脱出。复位时，第二驱动油缸43驱动各零件按脱模时的运动路径反向运动复位。

4 模具结构设计

4.1 模具整体结构

模腔布局采用一模一腔，开闭控制为单次分型打开；浇注系统采用三点式侧浇口浇注方式；模架选用龙记LKMCI3535-A50-B70-C120；成型模腔采用镶件拼合结构方式；冷却采用水冷方式，定模型腔镶件和动模型芯镶件采用Φ8 mm平行均布式水路冷却，中央型芯采用Φ14 mm水井冷却；排气通过镶件间的间隙(δ)排气，δ≤0．02 mm；顶出采用拉料杆顶出方式；H、h孔的脱模采用前文所述圆周多向同步抽芯机构。

4.2 模具工作原理

模具工作时，动模在注射机拉杆的带动下后退，模具在PL分型面处打开，打开至一定位置后，第一驱动油缸31、第二驱动油缸43同步动作，驱动15个单孔成型圆弧滑块39在前述圆周多向同步抽芯机构的控制下，完成H孔和h孔的侧抽芯脱模；待侧抽芯动作完成，动模继续后退，直到注射机顶杆通过顶针底板22推动三根拉料杆将流道废料及塑件从中央芯轴型芯32上顶出。复位时，弹簧19推动顶针面板21将顶出机构先复位，而后第一驱动油缸31、第二驱动油缸43同步动作，将15个单孔成型圆弧滑块39驱动复位，最后模具在PL分型面处闭合，等待下一个注塑循环。

5 结语

利用开模动作与导滑槽的作下进行圆弧抽芯，不但模具结构简单，而且制造维护方便，降低了成本。在确定抽芯方法为齿轮传动机构带动螺旋型芯旋转抽芯之后，还可采用齿轮齿条结构进行圆弧抽芯，在此不再详细讨论。本次设计不仅加深了自己对专业所学知识的理解和认识，而且也拓宽了自己的知识面。总的来说，应该在满足产品性能要求的条件下，充分利用现有条件，提高效率，降低模具难度，保证模具寿命，进行合理选择。