定模斜抽滑块内斜顶注射模设计

曹建华，唐海善

（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 塑件成型工艺分析

图1为扫地机器人尘盒，该塑件材料为BAYER-PC 2407。查原料物性表，取收缩率0.5%。该塑件侧面需要做一个大的定模斜抽滑块，在滑块内部又有两个斜顶，需要同步脱扣，对面转轴需要做两个定模内滑块。转轴需要配合，内孔无斜度，与另一件组装时转轴转动要平稳，无剧烈摆动。转轴内孔精度要求高，定模内滑块脱扣较困难，在加工时要做到精密加工。另外，因PC料流动性较差，成型温度要求高，在排气、镶件方面要做到高要求。

图1 扫地机器人尘盒塑件

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。

选定开模方向，左右两侧开滑块，上下方向做动、定模分型，如图2中的PL线。定模做3个滑块：一个侧面斜抽滑块，两个内滑块；动模没有滑块，定模侧面斜抽滑块由于要走内斜顶，需采用油缸带动脱模。定模两个内滑块，可以直接采用三板模，利用三板模多开一次模的优点，设计T槽铲机连接带动开滑块。

图2 开模方向

2.2 排位

该塑件结构尺寸不大，按1模2腔布局。由于该塑件有两侧滑块，通过滑块的摆放方式来比较。采用油缸开侧面斜抽滑块的一面朝外，两个定模内滑块一侧朝内方式进行排位。模架采用龙记标准简化型细水口，型号为FCI-5060-A150-B100-C120-L420。如图3所示。

图3 定模型腔布局

3 浇注系统设计

该塑件为透明PC料，对外观要求高。塑件两侧开滑块，没有位置做进胶，因此仅有中间一部分可以进胶。根据开模的方式，选择三板模点进胶方式。该塑件较长，如果采用1点进胶，有可能会出现缺胶现象。为了保证顺利充填，每腔选定左右两边各一个点进胶。在塑件外观面无法避免的情况下，优先选在不影响塑件功能的地方。该模具的进胶方式与进胶位置如图4所示。

图4 进胶方式与位置

4 推出机构设计

在能顶出的情况下尽可能的减少顶杆数量，减轻顶杆印对塑件的外观影响。该塑件两侧开滑块，滑块打开后，包覆塑件的钢料仅有中间区域，所以顶杆主要顶出部分为中间区域。如图5所示。

图5 顶出机构

在中间区域空间不够的情况下只能做小一点的顶杆，而外侧空间足够的情况下就排布大一点的顶杆，其中ϕ3mm顶杆、ϕ4mm顶杆和ϕ6mm顶杆各4根，ϕ5mm顶杆2根。顶杆需要均匀分布，保证受力平衡，详细分布如图6所示。

图6 冷却系统

5 冷却与排气系统设计

5.1 冷却系统设计

模具布局为1模2腔，采用分离式型腔。每腔单独做动、定模型腔、型芯，两腔的型腔为旋转复制件，因此在冷却布局上采用相同结构。定模型腔分3组，环绕定模型腔周围，动模型芯分4组，在局部无法走冷却的地方，采用水井形式。侧面大滑块采用一组冷却，冷却水路直径最小为ϕ8mm，冷却液介质采用水冷方式，如图7所示。

图7 排气系统

5.2 排气系统设计

模具排气系统如图8所示，在分型面四周均需做排气系统。查阅资料得知PC溢边值为0.04～0.06mm，所以采用排气深度为0.02mm，而主排气槽深度做0.2mm。

图8 模具成型零件

6 成型零件材料的选择

塑件为PC透明料，PC料中的水分子在高温时容易分解出气体，特别在角落处和填充末端容易产生困气，因此设计模具时要做好排气。另外，PC料的硬度较硬，脱模时容易拉伤模仁。综合以上问题点，成型材料需选用光泽度高，加硬且易加工的钢料。因此选用日本大同S-STAT-A钢料，定模加硬到52HRC，动模加硬到50HRC。定模型腔、动模型芯、内滑块、内滑块斜楔、侧面大滑块均采用S-STAR-A加硬钢料。加工分粗加工和精加工，型芯型腔精加工后还需要电火花清角处理。

7 模具工作过程

模具结构如图9、图10所示。此模具有定模内滑块12，定模侧面斜抽大滑块内斜顶11，因此开合模时与普通的三板模要区别对待。

图9 模具结构Ⅰ

（1）开模工作过程。

a.首先，开模时动、定模板需要扣机7完全扣死，不能松动，如果松动会拉裂塑件。

b.开模时流道板14先打开，在开图9中I-I时定模座板16处的定模侧面斜抽大滑块斜楔15开始脱离定模侧面斜抽大滑块5。定模内滑块斜楔17同步带动定模内滑块12脱扣。

c.开完I-I后马上开II-II。流道2取出。同时油缸4工作，抽芯带动定模侧面斜抽大滑块5脱扣。在定模侧面斜抽大滑块5后退的过程中，由于斜槽的原因，会同步带动定模侧面斜抽大滑块内斜顶11沿着斜槽运动，在弹簧19的作用下会沿着斜槽运动，斜槽方向的力可以分解成水平方向和垂直方向两个合力，水平方向会贴着动模型芯不动，垂直方向会沿着如图9中箭头方向所示运动，直至完全脱扣，达到最大行程。

d.开完II-II后，扣机7开模已达到最大行程，此时扣机会打开。

e.扣机打开后开III-III，动、定模板之间可以开模，此时，打开动、定模板。

f.顶出塑件。

（2）合模工作过程。

a.如图10所示，开始合模时，开模顺序控制器长剑22会先顶开拨块23，使注塑机无法继续往前推进，无法先合流道板14，但是动、定模板之间可以继续合模。

图10 模具结构Ⅱ

b.动、定模板合模到位后，锁在动模板上的动模型芯6也同步回到位。

c.此时可以合模定模侧面斜抽大滑块5。油缸4开始工作，推动大滑块前进，大滑块内的斜顶会先碰到动模型芯的侧壁，如图9所示。此时动模型芯侧壁会施加一个力，使定模侧面斜抽大滑块内斜顶11沿着斜槽回到位。

d.定模侧面斜抽大滑块回到位后，此时开模顺序控制器短剑到达行程设定点，插入拨块23内，拨块会水平滑动，拨块滑动后，开模顺序控制器长剑22脱扣，顺利通过拨块。

e.开模顺序控制器长剑22通过拨块后，扣机7会同步扣死，动、定模板完全合死。

f.动、定模板合死之后，继续合模，合流道板14。在合流道板的同时，斜楔15、17同步回到位，定模内滑块12同步回到位。

g.至此合模完成，进入下一成型周期。

8 结束语

该模具用于成型家用扫地机器人尘盒，该塑件对密封性及零配件配合度要求高，组装时不能出现裂缝，影响密封吸尘。为了保证定模斜顶的顺利合模，优化了合模顺序，与普通三板模的合模顺序不一样，将普通三板模合模顺序中的先合流道板，再合动、定模板，改为先合动、定模板，再合流道板。该模具结构较复杂，为今后的类似塑件模具设计提供参考。