动模直带斜滑块注射模设计

张志添，李树连

（1.东莞市机电工程学校，广东东莞 523846；2.艾尔玛科技股份有限公司，广东东莞 523000）

1 塑件工艺分析

图1所示为剪草机轮子挡板，该塑件材料为TPU，查原料物性表，取收缩率0.6%，该塑件侧面需要做一个动模直带斜滑块，对面需做一个动模滑块。TPU有弹性，顶出时要考虑弹性问题，并且在排气、镶件方面要做到高要求。

图1 剪草机挡板塑件

2 分型与排位

2.1 分型线的选择

根据塑件结构特点及进胶位置的选择，选定开模方向如图2所示。正面做一个动模滑块，右下方做一个斜滑块，如果单独做斜滑块，动模板需要很高的厚度，不利于模具的成本控制，因此需要做一个直带斜，改变滑块运动方向，控制模具成本。直带斜行程较长，需要采用油缸带动脱模。正中间点浇口进胶，需采用三板模结构。

图2 开模方向

2.2 排位

根据塑件结构特点，此塑件按1模1腔的型腔来排位。该塑件有两侧滑块，通过滑块的开模比较，采用塑件向上偏心的排位，中间一点细水口点进胶方案。

图3所示为该塑件1模1腔的排位方式，模架采用龙记标准简化型细水口，模架型号为FCI-3540-A100-B150-C100-L380。

图3 排位与结构

3 浇注系统的设计

该塑件所用塑胶原料为TPU软胶，对顶出要求高，成型后塑件收缩较大，尺寸偏差较大，注射成型容易产生困气披锋（飞边）。由于塑件两侧开滑块，四周均为斜面，没有合适位置做进胶，因此选定中间部分进胶。根据开模的方式，选择三板模点浇口进胶方式。因该塑件较大，骨位较深，软胶充填需要高压，考虑到可能会出现缺胶现象，为了保证顺利充填，骨位处需多做镶件。

根据上述塑件结构分析及所选用塑胶的特性，优先选在最利于充填的地方，进胶方式与进胶位置如图4所示。

图4 进胶方式与位置

4 推出机构

该塑件所用塑胶原料为TPU软胶，在顶出的时候受力可能会不平衡，甚至有可能会出现顶高粘模等现象。为减轻顶杆印对塑件的功能和外观影响，该模具设计时需均匀排布顶杆，滑块打开后，观察塑件结构，该塑件中间骨位是最粘模的地方，所以顶杆主要顶出部分为中间区域。

在中间区域空间不够的情况下只能做扁顶杆（尽量做大），图5中间做8支4×6mm的扁顶杆，而外侧空间不够的情况下就排布小一点的顶杆，做一支1.8×6mm的扁顶杆，在转角处下一支ϕ4mm的圆顶杆和一支ϕ2mm的圆顶杆。顶杆分布原则：尽量均匀分布，保证受力平衡。

图5 顶出机构

5 冷却与排气

5.1 排气系统

图6所示为模具排气系统，在分型面四周均需做排气系统。查阅资料得知该塑件所选取的塑胶TPU溢边值为0.03～0.06mm，为防止注射时溢料起披锋（飞边），参考该材料的溢边值，设计模具时采用排气深度为0.02mm，外侧主排气槽深度可设为0.2mm。

图6 排气系统

5.2 冷却系统

模具布局为1模1腔，根据该塑件的结构特点，该模具的定模型腔有高低起伏，因此在冷却布局上采用两层冷却结构。定模型腔冷却分两组（如图7所示中1和2），环绕定模型腔塑件周圈起高低差。动模型芯由于中间需要做顶出，侧面做滑块，冷却水管无法排布形成回路，只能分1组，如图7中的4。侧面滑块需要做一组，如图7中的5。模芯中冷却回路直径最小为ϕ8mm，滑块中冷却回路由于空间不够的原因，可以适当做到ϕ6mm，冷却液介质采用水冷方式。

图7 冷却系统

6 成型零件材料的选择

模具成型零件如图8所示，因该塑件塑胶原料为TPU，成型时容易产生困气，所以排气要多优化。另外无表面调光要求，TPU的硬度较软，脱模时容易粘模。综合以上所有问题点，成型材料可以选用预硬料及易加工的钢料。其中定模型腔、动模型芯及2个滑块均采用预硬料（如选用PX4，或者P20钢料），精加工后需电火花加工尖角和转角及其余加工困难的地方。

图8 模具成型零件

7 模具结构及其工作过程

模具结构如图9所示，该模具没有定模滑块，因此开合模时按普通的三板模方式。首先，开模时流道板3先打开，浇口料10取出，之后定、动模板打开，动模侧面的滑块14通过斜导柱同步打开，直带斜滑块8需要通过油缸9二次运动开斜滑块5，开完滑块5和14就可以顶出塑件11。

图9 模具结构

合模时，先合动模直带斜滑块8和斜滑块5，油缸9回位，之后按普通的三板模合模，进入下一个成型周期。

8 结束语

该模具应用在剪草机轮子挡板上，需要耐磨，配合度要求高，组装时不能出现间隙影响轮轴的转动。另外，该模具含有一个动模直带斜滑块和一个动模滑块，结构较复杂，为今后类似塑件的模具设计提供可借鉴的经验。