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摘要：針對某藝術網格形狀塑件注塑成型和脫模困難的注塑成型難題，設計了一種單腔點澆口三板模具。模具分4次開模，2次頂出來實現塑件的自動化注塑生產。澆注系統采用20個點澆口對單腔進行分區同步澆注，采用8條水路進行仿形冷卻以保證塑件的充分充填和防止注塑后翹曲變形。設計了4種機構來實現塑件的自動脫模，為解決塑件模腔內狹小空間內內壁的脫模機構設計提供了一種新思路。
關鍵詞：藝術曲面;網格塑件;成型;結構設計;注塑模;三板模
隨著消費者審美要求越來越高，塑件的工業設計已從簡單形狀設計偏重于采用工業美術獨特形狀設計。因此，塑件設計一般先通過3Dmax、犀牛等3D藝術造型設計軟件構造塑件的藝術外觀，而后再進行塑件的結構設計，其藝術外觀的要求對塑件模具設計提出了更高要求，藝術薄筋體塑件就是其典型代表。從模具成型的角度而言，塑件形狀設計應盡量壁厚均勻和形狀簡單化，避免側向抽芯脫模等特征的設置，以降低模具的制造難度和制造成本［1－2］；但對于有藝術外觀要求的工業藝術曲面造型的塑件，消費者往往將審美放在第一位，成型模具設計時不可更改，故塑件的模具設計十分困難，需從機構設置及模具結構上解決塑件的澆注、冷卻及脫模問題。
1塑件分析
藝術網格造型鳥巢塑件的形狀如圖1所示。塑件仿實物建筑而設計，塑件的主體由截面為2mm×2mm筋條交叉結合構成，塑件材料為聚碳酸酯（PC）改性丙烯腈－丁二烯－苯乙烯塑料（ABS），收縮率0．6％。塑件外形為一種藝術曲面構造而成，上頂邊為橢圓投影于外凸圓弧曲面上所構成的最大外形主筋，下底邊也為位于平面上的橢圓構成。中間為橢圓，該橢圓投影于內凹的圓弧面上構成。塑件最大橢圓長徑為333mm，最大橢圓短徑為256mm，內部凹陷橢圓最大長徑為179mm，短徑為119mm。塑件高度為73mm，最大外沿往下倒錐為11°。各筋在塑件上的分布設計為：以內凹陷橢圓為相切橢圓，分正反向按30°，12mm等距構造切線，輻射出去與最大外沿橢圓相交并延伸到下底橢圓，因此構成如圖1中所示的藝術網格造型。
2分型設計
2．1澆注系統
為解決塑件澆注困難問題，將塑件按20個區域進行劃分，每個區域采用點澆口進行澆注，點澆口澆注系統如圖2所示。軟件中將塑件切分為20個區域，這20個區域按區域等體積來進行位置的切分，G1～G20澆口設置于單區域的主要筋上，以便于每個區域能做到等效充填，這樣，能保證每個澆口對所填充區域內薄筋的充分充填。塑件中，塑料的流長比直接影響到塑料制品的進澆點數量和分布情況，同時也會影響到塑料的壁厚，不同的塑料的流長比都會不同，往往流長比越少的塑料，其流動性也就會越差［3－4］。參照塑件的材料流長比特點（ABS的流長比是190；PC的流長比是90）計算分析，可以推斷，在圖2中所設置的G1～G20共20個澆口中，最大流動距離為85mm，流長比為42．5，遠低于PC的流長試驗測定值90，故認為20個澆口對各自區域的充填是有效的。
2．2分型設置
塑件內、外壁頂部四周都為倒扣，脫模機構應設置于模具動模一側有利于機構的結構設計，結合塑件20個澆口的開設，對塑件做如圖3所示的分型設置。分型中，主分型面PL0設置于塑件的底端面上，上層分型面設置塑件的最大外沿輪廓處，分型線為PL1。對于塑件外壁的位于PL0－PL1之間的倒扣形狀的脫模，只能采用分區滑塊來進行側抽芯脫模，經側面各側孔的位向分析后，將塑件的外壁劃分為如圖3中所示的16個區域，設置16個獨立滑塊進行側抽芯脫模。內壁的脫模則設置如圖4（a）所示的9個成型塊分別脫模，脫模過程為：第一步，中央驅動塊先與塑件的中央部位內壁分離；第二步，中央驅動塊通過T型槽驅動四個內收滑塊先將橢圓形內壁的4個中間部位先抽芯脫模；第三步，四角的4個平推頂塊先將塑件從四個滑塊上頂出，然后4個平推頂塊向橢圓圓心中央收縮，使塑件與之分離，而實現塑件的完全脫模。塑件的內壁成型件只能設置成光順平面形式，不能將塑件的筋槽特征設置于4個平推頂塊及中央驅動塊及4個滑塊上［5］。塑件的筋位成型槽只能設置于型腔鑲件一側，在型腔鑲件一側，依靠前模頂桿先將塑件從型腔鑲件中頂出。
3布局設置
鑒于塑件的脫模機構設置的空間需求，特別是塑件外壁需要設置16個獨立的滑塊機構進行側抽芯脫模，模腔在模具中的布局只能采用一模一腔形式布局。
4模具結構
模具結構設計如圖5所示，模架選用LKMDDI標準模架并做局部改進。模架上，為保證動模板向上浮動時，板12、板13能同步向上浮動，復位桿34的上端加裝了一個復位桿鎖塊32。模架中，模架分4次分型打開，分別為P1～P4開模面，分2次頂出，分別為跟隨動模板8的一次浮動頂出和注塑機頂桿的一次頂出。模架按P1，P2，P3，P4的順序依次打開，閉合順序則相反。模具的脫模機構包括4種類型。第一種為斜導柱滑塊機構，共16個，如圖5中所示機構S1～S16。第二種為前模推出機構，機構組成件包括件21～件25，模具在P4打開時，前模推板彈簧25推動前模頂桿21將塑件從型腔主鑲件49中推出。第三種為動模先抽芯機構，機構組件包括件15～件17、件36、件37。第四種為平移式成型塊頂出機構，結合圖4（a）及圖5中所示，機構共有4個結構相同的機構，以C－C剖面位置的機構為例，機構組件包括件43～件48。模腔共設計4條相同的W1水路對型腔主鑲件49進行冷卻，4條獨立的W2，W3，W4，W5水路對中央驅動塊16進行冷卻，由于機構結構空間的限制，16個外壁抽芯滑塊及8個內壁鑲件未做冷卻，但將前述8條水路設置為直徑8mm的冷卻水路后，冷卻效果得到有效保證。
5模具工作原理
1）注塑模具閉合，模腔經充填、保壓、冷卻等過程后，準備開模。2）模具動模開始打開時，先在P1開模面處打開，流道廢料與塑件分離。3）模具動模后退到P2打開時，流道廢料從模板2上自動脫落。4）動模繼續后退，P3打開，中央驅動塊16拉動4個斜滑塊做內收抽芯動作，先完成內壁局部區域脫模。5）動模繼續后退，P4打開，塑件被前模頂出機構從型腔主鑲件49中推出，留于動模一側，同步地，16個滑塊的斜導柱驅動外壁16個成型滑塊同步側抽芯，完成外壁脫模。6）第一次頂出，該頂出為虛擬頂出，與P4打開同步，維持平推頂塊43不動。7）第二次頂出，注塑機動模繼續下行，注塑機頂桿將頂出板12、板13頂出，推動平推頂桿44和平推頂塊43頂出并向心內移動，實現塑件完全脫模。8）復位閉合，復位過程為開模過程的反過程。
6結論
設計了藝術曲面造型網格鳥巢塑件的一種一模一腔三板4次開模、2次頂出結構的點澆口三板模具，解決了塑件成型與脫模困難的問題。為保證塑件的充分充填和防止注塑后翹曲變形，澆注設置上采用20個點澆口對單腔進行分區同步澆注，并采用8條水路進行仿形冷卻。塑件的自動脫模由4種機構完成，分別為圓周上均布16個斜導柱滑塊機構實施外壁的側抽芯脫模，前模的前模頂出機構將塑件從前模腔中頂出脫模，動模的動模側中央驅動塊驅動4個內收斜滑塊實施內壁局部區域脫模，以及平移式成型塊頂出機構實施內壁剩余部分的完全脫模。
參考文獻
［1］張建卿．L10面條機主體蓋前模多重脫模機構及其注塑模具設計［J］．塑料，2016，45（5）：83－86．
［2］張維合．汽車前大燈透鏡大型精密注塑模具設計［J］．中國塑料，2016，30（10）：91－96．
［3］許傲，黃力．醫用接插頭前模四面抽芯脫模注塑模具設計［J］．塑料，2017，46（2）：110－113．
［4］沈洪雷，劉峰，袁毅．洗衣機門飾圈疊層式注塑模具結構設計［J］．現代塑料加工應用，2017，29（3）：50－52．
［5］張維合．汽車中央通道儲物盒大型倒裝注塑模設計［J］．現代塑料加工應用，2017（5）：52－56．
作者:何成戰 梁松 單位:柳州職業技術學院 柳州城市職業學院
