轎車爪形扣盒注射模結構設計探析
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摘要：通過對爪形扣盒形體要素的分析，找出了其形體上存在的各類要素。針對特大批量要素，注射模采用1模4腔結構。對于4處左、右側向型槽，采用斜銷滑塊外抽芯機構。對于8處前、后側向型槽，采用斜推桿內(nèi)抽芯機構。針對凸臺障礙體，采用分型面解決。平行于開閉模方向的沿邊凸臺和2處型孔則采用鑲嵌件結構。經(jīng)驗證，爪形扣盒形體要素分析正確齊全，注射模結構方案設計合理，爪形扣盒成形加工完全符合圖樣要求。
關鍵詞：形體要素；注射模；結構方案；分析；設計制造
1序言
爪形扣盒是轎車中的一種零件，其利用形體中的2×φ2mm×8.8mm型孔與另一零件的圓柱體進行定位，并利用4處爪形凸臺與另一零件的型槽相扣進行連接，為了使連接更加緊密，爪形扣盒上還設置了3處側向型槽，可與另一零件的爪形凸臺相扣連接。
2爪形扣盒的形體分析
爪形扣盒的形體要素分析如圖1所示，分型面為Ⅰ—Ⅰ，表示凸臺要素，表示型槽要素，表示型孔要素。爪形扣盒的三維造型如圖2所示。爪形扣盒的材料為ABS，其收縮率為0.3%～0.8%。爪形扣盒上存在著如下形體要素：2mm×4.8mm×1.2mm與2×2mm×4.8mm×1.2mm的側向型槽要素[1]，3.5mm×8.8mm的平行開閉模方向型槽要素，2×0.5mm×1.5mm×45°×1.8mm×4.5mm、2×0.5mm×1.5mm×45°×1.8mm×4.5mm×2.5mm和2×φ9.8mm×5.5mm×1.4mm的凸臺要素[2]，2×φ2mm×8.8mm的型孔要素[3]。
3爪形扣盒注射模結構可行性方案分析
為了制定出注射模的結構方案，需一一對應解決爪形扣盒形體要素在模具成形加工中的問題。針對3.5mm×8.8mm的平行開閉模方向型槽要素，只需要在動模嵌件上制作鑲嵌件，就可以利用定、動模開啟和閉合完成該型槽的成形和抽芯。成形2mm×4.8mm×1.2mm的側向型槽的型芯，可以采用斜銷滑塊外抽芯機構進行成形和抽芯。成形2×2mm×4.8mm×1.2mm的側向型槽，則需要采用斜推桿內(nèi)抽芯機構進行抽芯與脫模，這會使得模具結構十分緊湊。對于2×φ9.8mm×5.5mm×1.4mm的凸臺障礙體要素，采用分型面Ⅰ—Ⅰ可避開該凸臺障礙體對制品脫模的影響。其他凸臺要素和2×φ2mm×8.8mm型孔要素，因平行開閉模方向，又因凸臺均凸出在爪形扣盒的底邊外形上，所以可采用動模鑲嵌件結構。爪形扣盒為特大批量，為提高加工效率，注射模采用1模4腔結構。
4爪形扣盒注射模斜銷滑塊外抽芯機構的設計
成形2mm×4.8mm×1.2mm側向型槽的型芯可以采用斜銷滑塊外抽芯機構（見圖3）。1）爪形扣盒注射模閉模狀態(tài)如圖3a所示，當定、動模閉合時，斜銷4插入滑塊型芯3的斜孔中，撥動滑塊型芯3迫使限位銷11壓縮彈簧12進入孔中，實現(xiàn)滑塊型芯3的復位。ABS熔體進入注射模型腔，冷卻后便可成形爪形扣盒。此時，楔緊塊5的斜面抵緊滑塊型芯3的斜面，防止滑塊型芯3在較大注射力和保壓力的作用下出現(xiàn)后退現(xiàn)象，導致側向型槽的深度達不到圖樣要求。2）爪形扣盒注射模開啟與抽芯狀態(tài)如圖3b所示，當定、動模開啟后，斜銷4撥動滑塊型芯3可實現(xiàn)抽芯運動。當滑塊型芯3底面的半球形凹坑移至限位銷11的位置時，在彈簧12的作用下，限位銷11進入半球形凹坑鎖住滑塊型芯3，防止滑塊型芯3在慣性的作用下，脫離動模板1的T形槽，同時還可確?；瑝K型芯3的斜孔相對于斜銷4的位置不變。當定、動模合模時，能確保斜銷4準確地插入滑塊型芯3的斜孔中。定、動模的開啟和滑塊型芯3的抽芯有利于爪形扣盒10的脫模。3）爪形扣盒注射模脫模狀態(tài)如圖3c所示，當注射機的頂桿推動推件板18、安裝板17、頂桿21及斜推桿14時，脫模機構可沿著推件板導柱20的方向保護頂桿21作平行運動，將爪形扣盒10頂出脫模。4處斜銷滑塊抽芯機構僅能實現(xiàn)4件爪形扣盒左、右端側向型槽型芯的抽芯，爪形扣盒的脫模還必須有4件爪形扣盒的前、后側向型槽型芯的抽芯。
5爪形扣盒注射模斜推桿內(nèi)抽芯機構的設計
爪形扣盒左、右端側向型槽的型芯實現(xiàn)了抽芯后，爪形扣盒的前、后的側向型槽的型芯仍會阻礙爪形扣盒的脫模。只有爪形扣盒的前、后側向型槽的型芯也完成了抽芯運動，消除了對爪形扣盒脫模的阻擋作用，才能實現(xiàn)爪形扣盒的脫模。1）爪形扣盒注射模閉模狀態(tài)如圖4a所示，當定、動模閉合時，定模嵌件4推動回程桿19作復位運動。與此同時，斜推桿10也會沿著動模嵌件2的斜槽作向右、向下的復位運動，斜推桿10下端可在T形槽11中滑動。定、動模閉合后便形成了成形爪形扣盒3的型腔，ABS熔體填充滿模具型腔，冷卻成形爪形扣盒3。2）爪形扣盒注射模開啟狀態(tài)如圖4b所示，當定、動模開啟時，爪形扣盒3定模部分的型腔被打開，有利于爪形扣盒3的脫模。3）爪形扣盒注射模脫模與抽芯狀態(tài)如圖4c所示，當注射機頂桿推動推件板14、安裝板13、斜推桿10和頂桿16時，斜推桿10的上端因動模嵌件2的斜槽作用向右、向上作抽芯和脫模運動，下端可在T形槽11中滑動。爪形扣盒3在斜推桿10和頂桿16的共同作用下可實現(xiàn)脫模。只有爪形扣盒左、右端側向型槽和前、后型槽的型芯同時完成抽芯，才能實現(xiàn)4處爪形扣盒的脫模。
6爪形扣盒注射模的結構設計
爪形扣盒注射模結構設計如圖5所示。注射模所有成形爪形扣盒的型面尺寸都應該是圖樣尺寸×（1＋收縮率0.5%），并且平行爪形扣盒脫模方向的型面都應有1°30′的模鍛斜度。注射模的構成如下。1）模架由動模板1、定模板7、定模墊板9、模腳13、安裝板14、推件板15、導柱17、導套18、回程桿21、內(nèi)六角螺釘22、澆口套27、定位圈28、頂桿29、定位釘30和底板31組成，模架是整副模具的安裝平臺。2）定模部分由斜銷4、楔緊塊5、定模嵌件6、定模板7、墊塊8、定模墊板9、導套18、定位圈28、澆口套27和螺塞38、鑲嵌件25、O形密封圈37和冷卻水接頭36組成。3）動模部分由動模板1，動模嵌件2，滑塊型芯3，限位銷10，彈簧11、19，螺塞12、33，模腳13，安裝板14，推件板15，推件板導柱16，導柱17，T形槽20，回程桿21，內(nèi)六角螺釘22，斜推桿23，頂桿29，定位釘30，底板31，O形密封圈34和冷卻水接頭35組成。4）脫模和脫澆注系統(tǒng)冷凝料機構由安裝板14、推件板15、推件板導柱16、頂桿29及拉料桿32組成。5）回程機構由安裝板14、推件板15、彈簧19和回程桿21組成，該機構可實現(xiàn)脫模和脫澆注系統(tǒng)冷凝料機構的復位，有利于注塑加工的自動循環(huán)進行。6）澆注系統(tǒng)由澆口套27中的主流道、定模嵌件6和動模嵌件2上的分流道及其上的澆口組成，ABS熔體經(jīng)主流道流入分流道，再流入澆口，最后流入模具型腔。7）冷卻系統(tǒng)由定、動模中冷卻水通道，螺塞33、38，O形密封圈34、37和冷卻水接頭35、36組成，冷卻水流動路線如圖5所示。8）導向構件由4組導柱17和導套18組成，導向構件是定、動模部分定位和運動導向的構件。上述各種機構、系統(tǒng)、構件和零部件設計合理，才能確保爪形扣盒注射模制造到位，進而確保爪形扣盒成形加工合格。
7結束語
對爪形扣盒形體要素的全面分析和對應措施的制定，使得爪形扣盒注射模結構設計準確無誤，確保了爪形扣盒注射加工合格。注射模的設計須遵循以下流程：注射件形體分析→注射模結構方案分析→注射模結構方案論證→注射模結構三維造型→轉換為注射模結構二維圖樣→進行注射模結構零件二維圖樣的轉換。
作者:高俊麗 文根保 單位:航空工業(yè)航宇救生裝備有限公司
