彭石燕

（柳州铁道职业技术学院， 广西 柳州 545616）

0 引 言

布置广告布需要较多的支撑架，支撑架根据不同的应用场景和使用用途而有不同的结构形式。从制造成本考虑，在使用强度要求不高而数量需求较多的情况下，一般用塑件代替金属件，特别是一些移动智能终端广告架，其支架塑件因使用功能需要导致其结构复杂，给成型塑件的注射模设计带来难度，尤其是一些异型结构，不但要从模具整体结构布局进行合理安排，还要从浇注、冷却、脱模机构进行规划和布置，才能保证无缺陷及大批量自动化注射成型塑件[1-4]。现结合某LCD广告移动智能终端稳定支架的注射生产，针对待成型塑件的浇注、脱模等，设计了1副非标准结构形式的多型腔三板注射模。

1 支架结构及工艺分析

支架结构如图1所示，外形呈“Y”形，主体为圆柱杆，圆柱杆中心部位为锥形圆孔，圆孔顶端有内螺纹孔，螺纹为管螺纹。圆柱杆的下端为2个枝丫，枝丫相向镜像对称布置，内侧各设置一个深度为2 mm的倒扣孔。塑件材料为尼龙PA66，收缩率为0.8%～2.1%

图1 支架结构

塑件成型难点：①塑件的壁厚分布不均匀，最厚为4.5 mm，最薄为2.6 mm，平均壁厚为3.55 mm，需要采用合理的浇口位置及浇口尺寸以使型腔获得充分充填，并有利于注射工艺的调整，特别是保压工艺参数的调整；②塑件圆柱杆上端的内螺纹脱模需要设置专门的脱螺纹机构[5]；③圆柱杆中心的锥孔成型只能使用较小直径的成型零件，该成型零件需要采取一定的增强强度措施，以防止注射时注射压力对其造成冲击变形；④2个枝丫内侧的2处倒扣孔的脱模，模具安装抽芯机构的空间狭小，需要设计特殊的机构进行脱模。

2 模具设计

2.1 模具整体结构布置

模具整体结构布置如图2所示，采用三板模进行注射成型，1模8腔结构。浇注系统使用点浇口转侧浇口，由侧浇口浇注各个型腔，点浇口的流道为R1、R2，侧浇口的流道为R3。成型零件使用镶件拼合式结构[6,7]，各个型腔的排气由成型镶件间的间隙完成，间隙δ≤0.015 mm。针对型腔的冷却，在一些体积较大的成型镶件中开设φ8 mm冷却管道进行冷却。成型塑件脱模使用的机构：①液压缸活塞杆驱动齿条脱螺纹机构M1；②推板推出脱模机构M2；③定模哈夫滑块抽芯机构S1、S2、S4、S5；④定模锁紧块驱动先抽芯机构S3。鉴于多型腔多板模闭合时的稳定需要，模具使用标准的三板模模架，模架中设置8副导柱/导套，其中4副主导柱/导套用于模架模板的闭合导向，4副副导柱/导套用于型腔闭合时各模板的复位导向。

单个型腔的冷却主要包括机构S1、S2的滑块组件及机构M2底端镶件推块4的冷却。耐磨板1用于机构S1/S2、S4/S5两组哈夫滑块的支撑，推板3上安装有8个镶件推块4用于成型塑件的推出脱模。

2.2 模具结构

模具结构如图3所示，成型塑件的零件包括前倒扣孔镶件7、后倒扣孔镶件48、外壁左滑块8、外壁右滑块9、镶件推块4和螺纹镶件11，其中，螺纹镶件11的上端为中心孔镶件，下端为内螺纹成型零件。外壁左滑块8、外壁右滑块9为哈夫滑块机构S1、S2的滑块，安装在定模板槽内。前倒扣孔镶件7、后倒扣孔镶件48两者加工成滑块形式，需要实施侧孔内收抽芯。镶件推块4加工成套环型，便于采用环槽型水路对其进行冷却。

图3 模具结构

模具单个型腔的冷却设置中，开设3条水路进行冷却，分别为外壁左滑块8上的C1水路、外壁右滑块9上的C2水路和镶件推块4下端的C3水路。

2.3 机构设计

（1）液压缸活塞杆驱动齿条脱螺纹机构M1。机构M1驱动的螺纹型芯（螺纹镶件11）有8个，单个螺纹镶件11的结构组成中，需要设置1个转动耐磨套13、齿轮14（齿数Z=15、模数m=1.5 mm）、尾端螺纹杆15、螺纹导向套16、螺纹套尾端锁紧螺母17（2个）。螺纹导向套16用于螺纹镶件11的旋转抽芯和复位导向。

结合图2所示的动模俯视结构，齿条22经过三级齿轮传动对单个型腔的螺纹镶件11进行驱动。为实现三级齿轮传动而设置传递动力的两级中间传动齿轮组件分别为：第I级2组中间传动组件其单组组件包括I级被动齿轮19、I级中心轴20、II级主动齿轮18、轴承21及齿轮键23；第II级4组中间传动组件，其单组组件包括Ⅲ级主动齿轮24、II级中心轴25、轴承26、键27。

图2 模具整体结构布置

机构的动力驱动组件包括齿条22、齿条导板31、支座32、液压缸33。液压缸33用于驱动齿条22移动，以驱动齿轮14带动螺纹镶件11转动抽芯或复位。

螺纹镶件11的动力传递路径：齿条22→I级被动齿轮19（齿数Z=15）→II级主动齿轮18（齿数Z=50）→Ⅲ级主动齿轮24（齿数Z=60）→齿轮14（齿数Z=15）。

（2）推板推出脱模机构M2用于将成型塑件最终从螺纹镶件11推出，构成组件包括6根推杆36、推板37及8个安装在推板37上的镶件推块4。

（3）定模哈夫滑块抽芯机构S1、S2为一组，S4、S5为一组，每组哈夫滑块成型4个塑件的外壁。单个哈夫滑块机构的组成中，以机构S4为例，其组件包括导向条53、S4哈夫滑块50、弹簧芯杆51、弹簧52、限位块54。

（4）定模锁紧块驱动先抽芯机构S3有8个，每个型腔1个，机构由锁紧块47同步驱动前倒扣孔镶件7、后倒扣孔镶件48实施内收式侧抽芯，以后倒扣孔镶件48为例，其结构设计成异型滑块形式，在斜导柱46驱动的同时，弹簧45共同起推动作用，滑块处于闭合位置时由锁紧块47锁紧。

（5）模架使用改进的三板模非标准模架，模架模板包括定模座板40、脱料板39、定模板38、推板37、动模板35、第一垫板34、第二垫板29、第三垫板30、动模座板28。与三板模标准模架不同的是，模具动模侧无垫块、推板、推板盖板等组件，取而代之的是使用推板推出脱模机构M2进行推出；动模侧增设了第一垫板34、第二垫板29、第三垫板30用于液压缸活塞杆驱动齿条脱螺纹机构M1组件的安装。

（6）模具开模分4次打开，打开顺序为P1→P2→P3→P4。控制原理同普通三板模结构相同，模板开合的距离控制零件包括拉杆41、脱料板拉杆55及其弹簧、定模板拉杆49及其弹簧。定模板38与推板37之间设置尼龙扣。

（7）浇注系统中侧浇口的竖直主浇道R4及水平横浇道R5设置在同组哈夫滑块的分型面上，这样设计能使侧浇口有开设位置且能实现从上到下的充填顺序。

3 模具工作原理

结合模具结构图3所示，模具工作原理如下。

（1）合模注射。模具在注塑机上安装调试成功后，合模完成注射、冷却后，准备开模。

（2）脱螺纹。模具打开前，液压缸活塞杆驱动齿条脱螺纹机构M1动作，同时驱动8个型腔中的螺纹镶件11完成螺纹抽芯。

（3）P1面打开。注塑机滑块带动动模后退，P1面打开，完成2个动作，一是点浇口流道凝料与侧浇口流道凝料分离；二是机构S3完成抽芯。

（4）P2面打开。动模继续后退，脱料板39将点浇口流道凝料从拉料杆44上推出且自动脱落。

（5）P3面打开。动模继续后退，机构S1、S2、S4、S5中4个哈夫滑块的弹簧将各自的滑块推出，实现成型塑件外壁的脱模。

（6）P4面打开。随着动模继续后退，注塑机顶杆推动8个镶件推块4将8个成型塑件从螺纹镶件11推出，实现塑件的完全脱模。

（7）复位。复位前，液压缸活塞杆驱动齿条脱螺纹机构M1先动作，并驱动8个型腔中的螺纹镶件11完成复位，而后模具按P4→P3→P2→P1顺序闭合，准备下一个注射周期。

4 结束语

经过改进的非标准三板模应用于塑件的注射成型，模具中，模架的推出机构设为推杆推动推板推出方式；动模侧增设3块垫板用于安装液压缸驱动齿条脱螺纹机构；采用1个液压缸驱动8个螺纹镶件同步完成抽芯动作。浇注系统为点浇口+侧浇口复合式浇注且流道设置在哈夫滑块分型面上，有利于浇口位置的选择和保证型腔充分充填。定模锁紧块驱动先抽芯机构是利用三板模的开模运动进行驱动，解决了塑件狭窄空间内对称倒扣孔的脱模难题。