基于注塑模具的斜滑桿抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計

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中國塑料bookmark0基于注塑模具的斜滑桿抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計凌忠良（湖南信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系，湖南長沙410200）紹了該抽芯機(jī)構(gòu)的模具結(jié)構(gòu)、工作過程、斜滑桿設(shè)計和距離計算。生產(chǎn)實(shí)踐證明，此注塑模具結(jié)構(gòu)合理，工作可靠，抽芯機(jī)構(gòu)運(yùn)動靈活，成型塑件品質(zhì)較好，適合大批量自動化生產(chǎn)，為類似塑件注塑模具設(shè)計提出了一條新的思路?！　?刖言模具素有“工業(yè)之母”的美稱，是現(xiàn)代制造業(yè)不可缺少的一部分。據(jù)統(tǒng)計，機(jī)械零件粗加工的75%和精加工的50%都是由模具完成的。塑料制品的90 %是由注塑模具成型2，所以注塑模具對于塑料行業(yè)起著至關(guān)重要的作用。在注塑模具設(shè)計中，如果塑件上具有與開模方向不一致的孔或凸凹形狀時，除極少數(shù)情況可以強(qiáng)制脫模外，一般需要采用側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。抽芯機(jī)構(gòu)分為手動、機(jī)動和液壓3種，其中機(jī)動抽芯使用最為廣泛。機(jī)動抽芯是利用注塑機(jī)的開模動力，通過模具零件，把垂直的開模運(yùn)動傳遞給側(cè)向型芯，使之產(chǎn)生側(cè)向運(yùn)動并完成抽芯動作。機(jī)動抽芯又可細(xì)分為斜導(dǎo)柱、斜滑塊、彎銷式、彈簧式、齒輪式等方式，筆者在傳統(tǒng)的斜滑塊抽芯方式的基礎(chǔ)上創(chuàng)新設(shè)計了一種斜滑桿抽芯機(jī)構(gòu)，并通過批量注射成型驗(yàn)證了該抽芯機(jī)構(gòu)的成型效果。本文以大口徑塑料蓋注塑模具為例，說明斜滑桿抽芯機(jī)構(gòu)的模具結(jié)構(gòu)、工作過程和設(shè)計計算。　　1塑件分析大口徑塑料蓋如所示，外形尺寸為100mmX20mm，該塑件內(nèi)壁上有4段內(nèi)螺紋，螺牙是三角形，螺5mm，根據(jù)螺紋參數(shù)計算公式，求得H2. 165mm.材料采用聚丙烯（PP），成型工藝大口徑塑料蓋性較好，適合注射成型。塑料蓋是由自動灌裝生產(chǎn)線機(jī)器旋合，所以要求塑件具有較高的尺寸精度和螺紋精度，強(qiáng)制脫螺紋會產(chǎn)生塑性變形，無法滿足該要求?！　?模具結(jié)構(gòu)和工作過程該模具型腔布局為1模2腔，根據(jù)塑件尺寸、型腔布局、鑲件大小等因素選用龍記大水口系統(tǒng)模架BI2550-A60-B30-C120.因?yàn)镻P具有腐蝕性，所以模具成型零件采用耐腐蝕性優(yōu)良的模具鋼P(yáng)AK90.為了節(jié)約模具成本，降低加工難度，并滿足現(xiàn)代產(chǎn)品快速更新的特點(diǎn)，型腔型芯均采用嵌入式結(jié)構(gòu)。塑件的外形呈圓形，推出機(jī)構(gòu)使用推件板，因?yàn)橥萍宓耐瞥隽鶆颍芗谋砻嫫焚|(zhì)較好；同時為了分散推出阻力，實(shí)現(xiàn)塑件的自動脫落，采用二次推出機(jī)構(gòu)。抽芯機(jī)構(gòu)的主要零件斜滑桿由典型的斜滑塊變異而來，在參與成型的同時，參與推出及抽芯，其動作的驅(qū)動力來自于一次推板，具體模具結(jié)構(gòu)如所示?！　￠_模動作如下：塑件經(jīng)注射、冷卻、保壓成型后，模具動模部分隨注塑機(jī)移動開模，動模部分移動到塑料蓋能順利脫落的距離為止，然后注塑機(jī)中心頂桿頂動二次推板6，與由拉鉤3拉住的一次推板一起運(yùn)動。由于定距螺釘2底部有一段避讓的沉孔，故此時推件板1不動，拉料桿7和斜滑桿4將塑料蓋和流道凝料頂出一段距離，直到斜滑桿4上部斜面超出型芯端面為止，完成第一次推出。中心頂桿繼續(xù)頂出，斜滑桿4下部斜面和支承板8接觸，斜滑桿4開始圍繞轉(zhuǎn)動中心旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生側(cè)向運(yùn)動，進(jìn)行螺紋抽芯。抽芯動作完成后，拉鉤3的斜面和支承板8相應(yīng)斜面相碰，一次推板5與二次推板6分離，斜滑桿4停止運(yùn)動。二次推板6推動定距螺釘2，定距螺釘2帶動推件板1使塑料蓋徹底脫模，完成第二次推出，然后模具閉合，開始下一次注射過程?！　?一推件板2―定距螺釘3―拉鉤4一斜滑桿5―一次推板6一二次推板7―拉料桿8―支承板模具結(jié)構(gòu)圖Fig. 3斜滑桿設(shè)計和距離計算斜滑桿的設(shè)計直接決定了抽芯機(jī)構(gòu)和推出機(jī)構(gòu)的靈活性。當(dāng)抽芯動作結(jié)束后應(yīng)使斜滑桿停止推出，否則會出現(xiàn)運(yùn)動干涉，致使斜滑桿不能復(fù)位，甚至損壞模具。所以必須準(zhǔn)確計算斜滑桿完成側(cè)向抽芯所需的推出距離，從而進(jìn)一步確定拉鉤斜面與支承板相應(yīng)斜面之間的距離。該距離太大會使斜滑桿卡住，太小則無法保證徹底脫出螺紋?！　∪缢荆瑸榱耸剐被瑮U受力均勻，轉(zhuǎn)動中心a設(shè)置在斜滑桿寬度方向的中線上，同時位于C1B：的延長線上。C1是與轉(zhuǎn)動中心a距離最近的螺牙中心，它們之間的距離為D，如果C1處螺牙能夠脫模，則其他螺牙一定也能脫模。氏為斜滑桿下部斜面的起始位置，轉(zhuǎn)動中心1到氏的距離為L.斜滑桿下部斜面的傾角為a，大小應(yīng)綜合考慮斜滑桿的強(qiáng)度、剛度、滑動靈活性和注塑機(jī)的推出行程以及能否獲得合適的推出距離，取值范圍通常為15°25°。A、E為斜滑桿與模具的接觸位置，/為斜滑桿上部斜面的高度?！　‘?dāng)轉(zhuǎn)動中心從a運(yùn)動到2時，B：運(yùn)動到B2，C1運(yùn)動到C2，F(xiàn)為C2在通過2的鉛垂面上的正投影位置?！　⊥瞥鼍嚯xa2為s，斜滑桿旋轉(zhuǎn)角度為推出s時的抽芯距為。抽芯距是將型芯（本模具即是斜滑桿）從成型位置抽至不妨礙塑件脫模的位置所移動的距離，一般來說，抽芯距等于塑件側(cè)孔或側(cè)凸凹的深度，加上23mm的安全余量?！　?C11=D，抽芯距d通過根據(jù)三角函數(shù)誘導(dǎo)公式則有：=2.165+3=5.165mm，a、、L值由斜滑桿的結(jié)構(gòu)尺寸確定，分別為a二20二10mm.將d和D代入（3得出盧1973.，將L、、/代入（7）式得出S6.454mm，取近似值S=6.5mm，近似值必須略大于計算值，這樣偏于安全。根據(jù)模具工作過程，拉鉤斜面和支承板相應(yīng)斜面之間的距離等于斜滑桿上部斜面高度辦與推出距離S之和，即為16.5mm.同樣，在其他采用斜滑桿側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的場合，可采用上述類似方法設(shè)計斜滑桿結(jié)構(gòu)尺寸和計算裝配尺寸?！　∧壳霸撃＞咭呀?jīng)正常開合30余萬次，抽芯機(jī)構(gòu)運(yùn)動平穩(wěn)，沒有出現(xiàn)異常狀況，塑件品質(zhì)符合設(shè)計和使用要求，為某品牌洗滌用品廠商提供了60多萬個合格的大口徑塑料蓋。斜滑桿抽芯機(jī)構(gòu)的成功為類似塑件的注塑模具設(shè)計提供了借鑒經(jīng)驗(yàn)。　　4結(jié)論（1）本模具的抽芯機(jī)構(gòu)的導(dǎo)滑斜面由傳統(tǒng)斜滑塊的4個面變?yōu)樾被瑮U的一個面的局部段，減小了抽芯動作摩擦力，提高了運(yùn)動的靈活性，延長了模具使用壽命；本模具采用了拉鉤式雙推板二次推出機(jī)構(gòu)，成型塑件品質(zhì)較好，適合大批量自動化生產(chǎn)。