陈伟南

（广东省技师学院，广东惠州 516100）

1 引言

模具的质量、性能和使用寿命，是由模具加工质量、模具材料及其热处理和模具结构设计的合理性等多面因素共同决定的。其中模具结构设计是否合理，将对模具的使用性能和使用寿命产生重大影响。不合理的模具结构，将导致模具过早磨损和变形，直至失效，甚至根本无法使用。本文以电话机听筒面壳注射模定模内滑块结构设计的改进为例，对模具结构设计的合理性进行探讨。

2 电话机听筒面壳注射模结构分析

图1所示塑件是一种电话机听筒的外壳，材料是聚乙烯（PE）塑胶料，分形面为圆弧形分形面，听筒的两端分别为听话端和讲话端。其中听话端设有12个听话通孔，并且通孔垂直于听话端所在的平面，与模具的开模方向成20°（为了说明的方便略去塑件其它部位的结构示意图）。为此，该模具设计了一个锁紧块和内斜滑块碰穿结构。

图1 电话机听筒外壳

原模具结构如图2所示，该模具在实际生产使用过程中，发现合模时阻力很大，锁紧块与内滑块的结合面，内滑块与斜滑道右边侧面摩擦磨损很厉害（见图3），严重影响模具的使用性能和使用寿命。

图2 原模具结构

为了寻找原因，根据模具结构，对内滑块的受力状况进行了分析，其受力如图4所示。锁模力N1经锁紧块和内滑块的结合面全部传递到内滑块上。在锁紧块与内滑块结合面产生很大的摩擦力（F=μN1），使锁紧块与内滑块之间产生严重摩擦磨损，导致模具过早失效。然后，锁模力N1经过内滑块再分解为沿斜滑道轴线方向的分力N2＝N1cos20°和垂直于斜滑道右侧面的分力N3=N1sin20°，其中分力N2是使用内滑块沿斜滑道运动的有用力；而分力N3则对斜滑道右侧面产生正压力，使内滑块与斜滑道右侧面产生很大的摩擦，对合模产生很大阻力，致使内滑块与斜滑道右侧面之间严重变形和磨损，最后导致失效，缩短模具寿命。

图3 原内滑块结构

图4 改进前内滑块受力分析

3 模具结构改进

为了改善内滑块的受力状况，对锁紧块和内滑块的结构作如图5所示的改进。改进后内滑块的受力状况如图6所示。

图5 改进后内滑块结构

图6 改进后内滑块受力分析

由图6可见，因为锁紧块与内滑块之间属于光滑约束，锁模力N1经过锁紧块与内滑块的结合面时，对内滑块产生沿结合面法线方向（即沿斜滑道轴线方向）的正压力N2=N1cos20°，即此时对内滑块的正压力N2=N1cos20°＜N1，比图4所示内滑块的正压力（N2=N1）明显减小，锁紧块与内滑块结合面的摩擦力（F=μN2＝μN1cos20°）也明显减小（注：在图4的情况下，该处的摩擦力为F=μN1），因此减少了两者之间的摩擦磨损。此外，内滑块与斜滑道右侧面之间的正压力没有了（注：在图4中则为N3=N1sin20°），因此也大大减小了内滑块与斜滑道右侧面的摩擦磨损，使合模过程变得非常顺畅。改进后模具结构如图7所示。

图7 改进后的模具结构

4 结束语

经过以上结构改进后，使模具的受力状况更加合理，明显改善了模具的使用性能，减少了相关模具零件的摩擦磨损，延长了模具的使用寿命，降低了模具成本，提高了经济效益。