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摘要：針對帶有周向凸臺及內側倒扣的套環脫模困難的問題，設計了多向分步抽芯的雙分型面注射模。根據塑件的尺寸和結構特點，創建了復合進澆的澆注方案，通過定距分型機構控制開模順序，依次完成彎銷側抽芯、斜頂塊內抽芯及推塊二次推出運動，最終實現塑件自動脫模。實際結果表明，模具結構設計合理，工作穩定。
關鍵詞：注射模；圓周脫模；分步抽芯；模具結構；熱流道
0引言
注射模設計過程中，對于復雜結構的塑件，需要考慮抽芯結構的形狀、數量以及所處位置特點等設計脫模機構。許傲[1]針對軸承套環圓周脫模方向與徑向成一定夾角的雙層側孔，設計了一種圓周多向同步抽芯機構；武寧寧等[2]針對多個不規則錐度孔的脫模需要，設計了一種采用平行一體式聯動抽芯機構和模板驅動式凹環哈夫滑塊抽芯機構。在上述參考文獻中，側向抽芯脫模機構主要是針對圓周單側的多向扣位進行脫模設計，現結合某塑料套環圓周內外兩側的多向扣位結構，對其抽芯脫模機構與模具結構進行設計。
1塑件結構分析
套環結構如圖1所示，尺寸較小，其最大外形尺寸為ϕ21.8mm×14.2mm，體積為1.09cm3，平均壁厚為0.9mm。塑件結構由4個部分構成：360°回轉環主體、36個4層的外側凸臺、3組內側倒扣和5條加強筋。4層外側凸臺高度約為0.3mm，沿軸向對齊分布，每一層的36個凸臺大小相等且沿徑向均勻分布，其中心法向均垂直于主體環的外表面，中心線夾角為10°；內側3組倒扣沿ϕ18.8mm的圓周均勻分布。套環材質為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS），收縮率為0.5%，密度為1.05g/cm。
2脫模難點分析
從塑件結構分析可知，塑件的脫模存在以下難點：①塑件外側36個4層凸臺的脫模，凸臺數量多且凸起方向均為徑向，可以采用多個滑塊拼合成型塑件外部輪廓，并沿不同方向同步抽芯。沿套環軸向過每層凸臺中心取橫截面，得到4組內外輪廓，如圖2所示，假設某一滑塊同時成型9組凸臺的外輪廓，其抽芯方向為T1，在90°范圍內，上方最外側一組凸臺的K處斜面抽芯時與滑塊發生干涉，同理，下方最外側一組凸臺抽芯時也與滑塊發生干涉，即沿同一抽芯方向脫模的凸臺應少于9組。若將36組凸臺均勻分配，則每6組沿同一方向抽芯為宜；②塑件內側沿圓周均勻分布的3組深度為0.52mm的倒扣，選用3組斜頂塊內側抽芯；③考慮套環為環形的薄壁塑件，采用推力均勻的推塊對其平穩脫模，成型的塑件不易變形。
3模具結構設計
由于塑件尺寸較小，模具采用1模4腔布局。模具最大外形尺寸為690mm×550mm×534mm，屬于雙分型面注射模，模具結構如圖3所示，其主要結構特點：①采用“熱流道+普通流道”的復合進澆方案，潛伏式澆口多點進澆；②主要成型零件采用鑲拼方式；③外側抽芯采用“滑塊+彎銷”抽芯機構，內側抽芯選用連桿式斜頂塊；④采用“斜頂塊+推塊”推出方式，由雙層推出機構實現自動推出；⑤2個分型面的開模順序和推出順序由外置式拉?？劭刂?；⑥模具溫度控制采用水冷的方式，在支撐板、定模板及動、定模鑲件上布置了多條冷卻水路。
3.1澆注系統設計
澆注系統的設計對塑件成型質量的影響較大。結合塑件結構及脫模特點，在待成型塑件內側均勻開設3個潛伏式澆口，如圖4所示。由于脫模機構復雜，各型腔距離較遠，應盡量減少熱量和壓力損失以及流道產生的廢料[3~5]?，F采用“熱流道+普通流道”的復合進料結構，即熔體由熱噴嘴進入分流道，再由潛伏式澆口注入型腔。熱流道采用X形布局的四點一層式熱流道板和圓柱式熱噴嘴，普通流道則采用半圓形截面分流道。
3.2脫模機構設計
3.2.1彎銷側抽芯機構
針對套環外側輪廓設計了6組彎銷側抽芯機構，如圖5所示，主要由彎銷7、側滑塊11和壓板等組成。彎銷7傾斜角度為15°，側滑塊11水平運動的距離為1.3+（2~3）mm。彎銷7用螺釘固定在支撐板6上，滑塊兩側的壓板用螺釘固定在動模板20上并形成導滑槽。側抽芯時，6個彎銷7撥動各滑塊11同步向外側運動，分型距離達到23mm時，彎銷7脫離側滑塊11，各滑塊由動模板20的內側壁限位。
3.2.2斜頂塊側抽芯機構
塑件內側的3個倒扣沿周向呈120°均勻分布，采用3組連桿式斜頂塊成型，如圖6所示。倒扣深度為0.52mm，斜頂塊的傾斜角度均為5°，底部與連桿4連接，連桿4與斜頂塊固定板24用圓柱銷連接。斜頂塊8與型芯鑲件9上的導向孔采用H8/f8配合。
3.2.3二次推出機構
考慮塑件較薄，脫模時易發生變形，設計了二次推出機構，主要推出元件為推塊10，與4根推桿5螺紋連接，推桿固定在推桿固定板22和推板23上，如圖6所示。推塊10與型芯鑲件9的配合側面設計為錐面，錐度為8°；推塊10的4個外側面與動模板20的配合錐度取3°。推出過程分為2步：第1步推塊10將塑件推離型芯鑲件9，斜頂塊8同步完成倒扣的內側抽芯；第2步斜頂塊8停止運動，推塊10繼續推動塑件脫離模具。
3.3冷卻系統設計
模具溫度直接影響成型塑件的外觀質量、尺寸穩定性、塑件變形以及成型周期。在支撐板17上開設了2條直徑ϕ10mm的平面循環式水路對熱流道進行冷卻，定模板13上開設了4條直徑ϕ6mm的直通式水路。在型腔板鑲件12和型芯鑲件9中分別開設直徑ϕ6mm的平面循環式冷卻水路。出入水口的最大溫差為0.12℃，塑件達到推出溫度的時間不超過9s。
4模具工作原理
完成注射成型后，在拉模扣的作用下，模具首先在分型面Ⅰ處打開，分型距離為25mm，由限位釘限位。固定在支撐板6上的6組彎銷7帶動對應的側滑塊11同步完成側向抽芯，此時，由于復位桿21的限位作用，推出機構與塑件保持相對靜止。定模板13與動模板20沿分型面II打開，注塑機頂桿推動推板23，在拉模扣的作用下推板25同時運動。當推出距離為25mm時，3組斜頂塊8均完成內側抽芯，型芯鑲件9也已脫離塑件。推板25被墊塊3擋住，斜頂塊停止運動，而推板23繼續推出10mm，推塊10將塑件推離模具。塑件自動脫模后，注塑機合模，復位桿21帶動推出機構和斜頂塊復位，彎銷7帶動滑塊11復位，模具繼續下一次注射成型。
5結束語
根據塑件結構特點并結合CAE分析結果，設計了復合進料澆注方案，保證了該薄壁塑件的成型質量。根據塑件的周向凸臺和內側倒扣特征，設計了彎銷側抽芯機構、斜頂塊機構、雙層順序推出機構和定距分型控制機構，實現了塑件的分步自動脫模。該塑件已實現批量生產，模具工作過程穩定，塑件各項指標均達到了客戶要求。
參考文獻：
[1]許傲.軸承套環圓周多向同步抽芯注射模設計[J].塑料科技,2018,46(1):85-89.
[2]武寧寧,張學峰,張燕莉.復雜錐度體塑件徑向多側抽芯注射模設計[J].塑料,2017,46(5):107-110.
[3]何鏡奎,陳洪土.汽車轉向柱護罩熱流道復雜抽芯注射模設計[J].現代塑料加工應用,2018,30(2):52-55.
[4]陳兵,許軍,劉遠東.汽車A柱飾板的熱流道模具設計[J].模具工業,2019,45(2):47-52.
[5]龍家釗.基于Moldflow的汽車調溫器模具優化設計[J].模具工業,2019,45(3):15-19.
作者:孫肖霞 張俊 單位:宿遷學院