一种滑块中有滑块的模具抽芯机构

叶朝桢 吴光明

(①东莞市信息技术学校，广东东莞523297；②东莞市高技能公共实训中心，广东东莞523106)

随着社会的进步和科技的发展，汽车、医疗、电子、电器、数码、航空、航天等产业对塑胶产品的复杂程度、精度和性能要求越来越高。传统的注塑模具，产品的功能单一，结构相对简单，在产品设计开发初期，就会规避掉有干涉的产品结构，使得模具结构尽量简单，降低设计及制造成本。但现代化产品中，随着产品复杂程度和精度的提高，原有的产品设计理念，已不能满足现在各行各业的要求。这对注塑模具的设计与制造提出了更高的要求。

1 产品分析

在数码电子产品生产中，3D成像部位需要用到高精密注塑模具。产品2D工程图如图1所示，3D图如图2所示。零件外观尺寸36.5 mm×14.2 mm×8.5 mm。材料为PC，收缩率2.5‰。塑件的曲面过渡圆滑，表面质量要求较高。零件外形尺寸不大，结构也不算复杂，难点是图中的4个 ϕmm小孔，孔的精度达到3 μm，两个对称孔之间的同轴度公差为0.01 mm，且两个孔之间有34°的倾斜角。这些特征为模具设计和制造带来了很大的困难。如何保证4个孔的尺寸和位置精度，需仔细斟酌。

2 模具结构分析

首先确定塑件的前、动模曲面。为便于塑件出模，将光滑的外表面设计成前模。根据各个塑料产品的结构特点，对模具进行分模设计，确定了分型线，由分型线得到了前模和动模曲面，如图3所示。动、定模各成型一部分，4个孔设计动模抽芯。产品虽然尺寸不大，但模具结构复杂，3个面都设计有抽芯机构，模具尺寸不小。多从注塑、加工及经济角度综合考虑，一模设计出1件产品。

由于此类产品的结构中存在正对向、斜对向动模滑块镶针结构，并要求每对滑块镶针孔的产品尺寸精度为0.003 mm，同轴度精度要求为0.01 mm。

在模具的设计与制造时，必须充分考虑滑块的运动方向和自动导向找正精度，确保模具能够稳定地进行生产，保证产品的高品质要求。

浇口位置设计在塑件的表面两端处。设计采用2点点浇口进料，浇口位置设计在产品外表面的边缘，注塑后由机械手自动抓取。

模具采用标准模架，工件要求高，模具型芯材料选用高性能的模具钢。产品排位选用1出1穴，排位及流道结构尺寸如图3所示。

2.1 滑块1抽芯机构

滑块1抽芯机构设计如图4所示。由于端头斜向孔抽芯行程不大，综合考虑模具结构合理和抽芯稳定问题，设计了图3所示的斜滑块机构，没设计斜导柱，由前模安装的锲紧块提供零件2(滑块1锲形块)的锁紧力。零件3(滑块1轨道座保证滑块的抽芯运动精度)。

2.2 滑块2、3抽芯机构

两个相向孔的同轴度精度要求很高，如何设计抽芯机构是此套模具的重点之一。设计了图5中的动模型芯镶件2和3作为动模滑块镶针的导向件。在此两个动模型芯导向镶件上设计加工有精密导向配合孔(慢走丝配作加工)，保证滑块2、3上抽芯孔的同轴度。滑块开模抽芯时，滑块镶针不脱离导向孔。滑块2和3上加工有安装滑块镶针的安装孔。镶针安装与生产时，滑块镶针与动模导向镶件实现自动找正。

2.3 滑块3、4抽芯机构

两个斜向孔的精度和同轴度公差要求也很高，与垂直两个孔之间有34°的倾斜角。这不可避免使得抽芯机构发生干涉。是这套模具的设计核心。

首先，设计了图6所示的零件3(斜孔整体式镶件)，在此零件上设计加工有镶针精密导向配合孔(整体慢走丝配作加工)，保证滑块1、4上镶针的同轴度。滑块开模抽芯时，滑块镶针不脱离导向孔。

为解决滑块干涉的问题，在动模上设计了新颖的滑块中设置滑块的机构，整体结构如图7所示。

滑块4通过T形槽与滑块3连结(图7所示)，从滑块3获得抽芯动力。滑块4在滑块3的T形槽内滑动。轨道座固定在动模型芯内不运动，滑块4通过T形槽与轨道座联结。轨道导向方向与脱模方向一致，轨道限制滑块的抽芯方向沿正确的脱模方向运动。

3 模具抽芯工作过程

动模及滑块结构3D图如图8所示。开模时抽芯工作过程如下:

(1)开模时，零件16(滑块3锲形块)在前模斜导柱的拔动下沿图8中箭头1方向运动。零件14(滑块3镶针)与零件16由螺丝、T形槽联结在一起，滑块3带动零件14(滑块3镶针)按图示箭头1方向抽芯脱模。

零件14(滑块3镶针)与零件13(滑块4镶针)通过T形槽连结，如图8中所示。滑块3的抽芯运动为滑块4的抽芯运动提供动力。滑块4沿图8箭头2方向运动完成斜向抽芯动作。

(2)零件8(滑块2)与滑块2锲形块由螺丝、T形槽联结在一起，滑块2带动零件9(滑块2镶针)按图8中箭头3方向抽芯脱模。

(3)零件2(滑块1锲形块)在零件1(滑块1轨道座)内滑动，零件4(滑块1)与零件2由螺丝、销钉联结在一起，零件4带动零件3(滑块1镶针)按图8中箭头4方向抽芯脱模。

4 结语

模具实物图如图9所示。这种滑块中有滑块模具抽芯机构结构新颖，动作稳定。模具制造完成后一次试模成功。目前，已投入批量化生产。此结构已申请了发明专利，对高精密注塑模具设计与制造中，解决模具抽芯部位存在相互干涉的问题有借鉴作用。