一种热固性塑料塑压模型芯的优化设计

(贵州振华群英电器有限公司，贵州贵阳，550018)

1 引言

在设计塑压模时，因分型面的选取，必须把零件(材料为热固性塑料-酚醛玻璃纤维模塑料)中沉孔的大孔面朝上模的。如图1所示，零件Ⅱ面为外观面，不能设置顶杆，所以零件分型面只能设计在Ⅰ面，那么零件上沉孔的大面只能朝上模。这一类沉孔型芯的设计，一般设计固定于上模，型芯脱模斜度设计得比较大，易于脱模，如图2所示，但是由于塑料的收缩不稳定、塑压时参数的不稳定，零件依然有可能粘在上模无法脱模，零件生产过程存在隐患，要解决这一隐患，需要把沉孔型芯优化设计成嵌件式。

图1 塑件简图

Ⅲ型芯Ⅳ型芯图2 传统模具结构简图

2 模具结构

优化设计的模具结构如图3、图4、图5所示。每模成型两件；侧浇口进胶；顶针顶出；“Z”字形拉料杆拉断主浇口；上下模板由导柱导正；顶针垫板与底座之间设置垃圾钉；顶针固定板及顶针垫板的动作由导柱导套导向；与塑料接触的成型部分采用镶件式结构，镶件材料为S136淬火料，具有良好的硬度及抗腐蚀性。嵌件型芯20及顶针23为模具结构的关键，可实现零件100%粘下模。

1底座 2顶针垫板 3顶针固定板 4下垫板 5下模板 6上模板 7上垫板 8塑件型腔 9下模镶件 10下模镶件 11下模镶件 12顶针 13 导柱 14导套图3 优化设计模具结构图

15回程杆 16顶针 17顶针 18顶针 19拉料杆图4 优化设计模具结构图

20嵌件型芯 21导柱 22导柱 23顶针 24支架25垃圾钉 26上模镶件图5 优化设计模具结构图

3 模具工作过程

3.1 塑压机将融塑料经过上垫板7、上模板6中的锥形浇道压入到塑件型腔8，经过固化成型塑件。

3.2 上模移动，上模板6和下模板5分离。因为金属的热胀冷缩和塑料被高压压入塑件型腔8，导致嵌件型芯20紧紧固定在其配合孔中，又因为嵌件型芯20上端直径大于下端直径，所以塑件被嵌件型芯20强制拉紧在下模塑件型腔8中。

3.3 模具完全打开，塑压机顶出机构推动顶针垫板2，顶针垫板2将顶针固定板3、顶针12、回程杆15、顶针16、顶针17、顶针18、拉料杆19、顶针23，同塑件、嵌件型芯20一起顶出，塑件脱离模具，但是塑件合嵌件型芯20并没有分离，如图6所示。

图6 型芯未分离的塑件示意图

3.4 塑压操作者手握塑件，用夹钳轻轻旋转嵌件型芯20，即可将塑件与塑件型芯20分离

3.5 机床顶出机构退回，机床执行合模，上模板6压住回程杆15，推动顶针垫板2的时候拉动顶针固定板3，同时拉动所有顶针，在导柱13、导套14的作用下一齐精准复位。

3.6 模具精准复位后，机床执行开模到指定位置，塑压操作者将嵌件型芯20放入其配合孔内，进行下一工作循环。

4 模具结构设计思路

4.1 为了消除塑件粘在上模的风险，使塑件100%粘在下模，则需要在开模时消除上模的附着力；或是把原上模的附着力转移到下模。

4.2 解决这个问题的首选办法是在开模时消除上模的附着力。型芯依然固定在上模，上模增加一块板，模具结构改为抽芯式，开模时上模型芯先脱离塑件型腔，再打开分型面，这样上模附着力就被消除，塑件可以100%的粘在下模，但是这样更改模具结构改动复杂，制造成本高，周期长，用户有所顾虑。

4.3 为满足用户要求，决定将原上模的附着力转移到下模，但是型芯结构是上端大下端小，若按传统的方式固定型芯，塑件成型后则被型芯的大端卡在塑件型腔内，无法脱模。那么就要打破传统的思路，把型芯改为嵌件式，让型芯和塑件融为一体，与塑件一同顶出。

4.4 型芯改为嵌件式，模具上模原型芯配合孔用原型芯堵平，原下模型芯配合孔不做改动用来固定嵌件型芯及设置顶针。整套改动方案只要重新增加嵌件型芯、顶针；在顶针固定板相应增加固定孔；在下垫板相应增加让位孔即可，其增加工序只有车、镗、线切割，既节约成本，又缩短周期。

5 结束语

该优化设计方案是按用户要求制造完模具，在生产时候遇到困难后，与用户沟通协商得出的。该方案虽然实现了塑件100%粘下模的动作，但是因型芯改为嵌件式，在塑件生产时，塑压操作者必然多了放嵌件、取嵌件的工步，单件塑件生产的效率降低了，由于塑件批量不大，且模具中嵌件型芯数量不多，模具更改后，生产效率总体是提升的，用户使用后表示满意。用户还有类似结构的塑件，希望改成类似嵌件式结构。

所以，该优化设计方案适用于模具制造成本低、塑件批量小、嵌件型芯少的一类模具。可供同行参考借鉴。