汽车化油器注射模设计

李回庭，赵桂花

（东莞市机电工程学校，广东 东莞 523846）

0 引言

图1所示塑料缸体是某款汽车化油器，材料为PA，收缩率为1.005%，外形尺寸为79.7 mm×78.8 mm×52.6 mm。成型塑件要求外观无熔接痕、气泡、缩水及流动痕迹，要求强度较高、尺寸稳定性良好，且还要求塑件具有高硬度、耐高温、耐冲击、耐磨、耐化学腐蚀、易于成型等特点。

图1 化油器

1 工艺分析

该化油器最厚壁厚为2.7 mm，平均壁厚为2.5 mm，结构复杂，注射成型有一定难度。

（1）2个内螺纹由于方向相反，位置不同，可以设计2套螺纹脱模机构，由2个气缸分别驱动脱模机构。

（2）孔Ⅰ处有台阶孔，外面为六棱柱孔，里面为圆孔，孔深15 mm，位于化油器上部，必须设计在定模成型，气缸驱动抽芯。

（3）孔Ⅱ、孔Ⅴ处为深孔，方向相反，位置不同，必须设计2套抽芯机构，2个气缸驱动抽芯。

（4）前后左右4个面有曲面、浅孔、不规则槽、倒角、圆角特征，可以设计4组滑块镶件进行成型和脱模。

（5）塑件上、下2面还有孔曲面特征，上面所有特征可以设计在定模成型，下面所有特征可以设计在动模成型。

2 模具设计

2.1 流道及浇口设计

模具采用1模1腔结构，应用MoldFlow对浇口位置匹配性进行分析，得出待成型塑件最佳浇口位置。根据分析和匹配性得到的结果，考虑成型塑件外观要求和模具零件加工因素，设计流道为热流道，浇口直径为φ4 mm，设计的浇注系统如图2所示。

图2 浇注系统

2.2 成型零件设计

模具的成型零件包括型芯、型腔板和镶件，为保证型芯、型腔板和镶件的紧密配合，对这些成型零件设置配合开口，确保在合模过程中自动找正，避免出现碰撞事故。由于滑块尺寸较大，采用镶拼结构，成型部分可以采用模具钢，热处理硬度为45～50 HRC，滑块座采用S136钢，不需要热处理。为延长滑块的使用寿命，滑块楔紧斜面和滑块底部接触面均铺设耐磨块，耐磨块的材料为H13钢，热处理硬度为51～53 HRC。型芯、型腔板分别如图3、图4所示。

图3 型 芯

2.3 滑块组件设计

由于成型的塑件四周有孔、台阶等，形状复杂，需要采用滑块组件成型。滑块一共4组，如图5所示，滑块组件1、4分布在左、右两侧，利用动、定模开模力驱动滑块镶件转动脱模，2个滑块组件工作原理一致，结构相似。滑块组件2、3用于待成型塑件前后形状的成型和对不规则的内孔、方孔进行抽芯，这2个滑块组件运动的基本原理和结构基本一致。因4组滑块组件分布不同方位，设计原理基本相同，以左边滑块组件设计为例，结构如图6所示。

图4 型腔板

图5 滑块组件

图6 左边滑块组件

滑块斜面角度为20°，主要作用是方便锁紧块压紧滑块；锁紧块与滑块斜面配合角度为22°，主要起带动滑块移动的作用。滑块座背面装有耐磨块，以防锁紧块与滑块摩擦导致精度降低，保证模具正常工作，即使耐磨块磨损，无需全部拆换模具，只要更换耐磨块即可。滑块镶件与滑块座固定采用T形镶件限位，螺钉锁紧，其加工方法简单，镶件磨损更换容易，只需拆卸T形镶件即可完成。滑块座采用线切割加工槽，凸台与侧壁斜面角度为5°，可以解决镶件定位问题；滑块座下端装有玻珠，用来限制滑块产生的位移，限制位移为12.16 mm。

2.4 脱螺纹机构设计

脱螺纹机构是该模具设计的难点，塑件有2处内螺纹，上下位置不同，且不同轴，但方向相反。脱螺纹机构如图7所示，要求齿轮齿条模数相等，否则不能啮合传动，根据成型螺纹的螺距、齿条和齿轮的模数、齿数3个条件确定传动比，确保成型螺纹脱模距离精确。

图7 脱螺纹机构

机构工作过程：气缸带动齿条2运动，齿条2带动齿轮3转动，齿轮3带动齿轮4转动，齿轮4带动齿轮8转动，齿轮8与成型螺纹同轴，使成型螺纹完成脱模。

2.5 推出机构设计

推出机构设计如图8所示，推出机构位置设计在待成型塑件推出阻力最大处，推出力均匀，并有利于型腔的排气，设计有9根圆形推杆，4根推杆为成型零件，不能旋转，顶端去除圆角，2根推管成型塑件上的2个孔及推出塑件。

图8 推出机构

2.6 冷却系统设计

塑件形状较为复杂，为了缩短冷却时间，提高成型效率，改善塑件成型质量，模具设置了6组冷却水道，定模1组、动模4组、滑块1组，如图9、图10所示。

图9 定模冷却水路

图10 动模冷却水路

3 模具工作过程

模具结构如图11所示，模具固定在注塑机上进行注射，保压冷却后，待熔体稳定成型后开模。

（1）启动液压缸24，液压缸24活塞杆带动滑块机构运动，并驱动滑块17、滑块座15带动滑块镶件14进行抽芯。

（2）注塑机滑块带动动、定模开模，模具开合运动时在斜导柱的作用下，驱使前、后滑块组件同时横向运动，滑块50驱动镶件运动，2组滑块组件从两侧完成抽芯。

图11 模具结构

（3）液压缸1活塞杆驱动齿轮、齿条，进而驱动脱螺纹机构，带动成型螺纹旋转进行直线运动，该过程力源的传递由齿条33、轴承34、轴35、齿轮36等完成，最后驱动成型螺纹旋转，对待成型塑件螺纹进行抽芯。

（4）继续启动液压缸，带动左、右边滑块组件进行运动，同时驱动滑块镶件11、31、37进行两面侧孔、不规则槽等的抽芯。

（5）利用注塑机推杆推动推板推出成型的塑件，同时推管完成待成型塑件局部小孔的成型。

（6）模具各零件复位进行下一次注射。

4 结束语

设计的模具结构采用4组滑块组件和2组螺纹脱模机构，通过试模证明：该设计达到了简化模具结构，稳定生产的目的，降低了制造成本，操作简便，提高了生产效率。