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探索轿车外开拉手骨架保护套注射模的研制

2020-09-15 129 上传者：管理员

摘要：通过对保护套形体六要素的分析,找出了保护套形体上存在着凹槽、型槽和凸台“障碍体”要素。对凸台“障碍体”采取了在2×R0.8mm轮廓线处设置分型面Ⅰ-Ⅰ的措施,可实现保护套的顺利地脱模。对于平行开闭模方向的凹槽和型槽要素,则分别采用了在定、动模镶嵌件上安装型芯嵌件的方法,可利用模具的开闭模运动实现型芯嵌件的抽芯与复位。对于斜于开闭模方向的凹槽要素,则采用了斜导柱滑块抽芯机构,利用定、动模开启和闭合运动,以实现型槽型芯的抽芯与复位。由于针对保护套形体六要素分析的到位,所采用相对应的要素措施得当。制订的模具结构方案可行性分析的正确性,从而使得模具结构设计和制造获得的成功,可致使保护套的成型加工过程十分顺利,并确保了其质量可靠性和加工效率的高效性。

关键词：
保护套
六要素
化工工业
成型加工
有机化工
结构方案
结构设计
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在保护套注射模设计之前,先要对保护套进行形体要素的可行性分析,在找对和找全了保护套的形体要素之后,就可以进行保护套注射模结构方案的可行性分析。对注射模结构方案进行了论证之后,才能进行注射模结构的造型和设计。只有严格地按照上述的程序进行注射模的设计,才能确保模具结构设计正确性,方可避免模具设计的失误。

1、保护套形体分析

轿车外开拉手骨架保护套,简称保护套。保护套二维图,如图1(a)所示,保护套三维造型,如图1(b)所示.材料为:POM,收缩率为:1.02%。保护套形体上存在着凹槽、型槽和凸台“障碍体”要素。

(1)凸台“障碍体”要素[1]:

如图1(a)的C—C剖视图所示,保护套形体上存在着2×R0.8mm凸台“障碍体”要素.

(2)平行开闭模方向的凹槽要素:

如图1(a)所示,保护套形体上存在着5.3mm×57°×3.7mm×12.2mm、5.2mm×4.1mm×11.3mm和8.1mm×6°×12.6mm×20°×7.8mm型槽要素及14.1mm×8.2mm的凹槽要素,这些凹槽和型槽要素均平行与开闭模方向。

(3)斜于开闭模方向的凹槽要素[2]:

如图1(a)所示,保护套形体上存在着9.2mm×12.8mm×5mm×10.2mm×8.3mm×(42.5mm-9.7mm)×6°型槽要素,这些型槽要素是傾斜于开闭模方向。

通过保护套形体分析,找出保护套形体上存在的形体要素,只要找对找全所存在的要素,就能寻找解决这些要素的措施和方法。

2、保护套注射模结构方案可行性分析

根据保护套形体上存在着的凹槽、型槽和凸台“障碍体”要素,可分别制订出注射模结构可行性方案。

(1)分型面:

保护套形体底面上存在着的2×R0.8mm凸台“障碍体”,会妨碍保护套的脱模,应该在2×R0.8mm轮廓线处设置分型面Ⅰ-Ⅰ。.

(2)解决成型平行于开闭模方向的凹槽和型槽成型芯措施:

由于成型保护套形体上存在着5.3mm×57°×3.7mm×12.2mm要素,以该尺寸+塑料收缩率的型芯为镶嵌件安装在动模板上;成型5.2mm×4.1mm×11.3mm要素的型芯为镶嵌件安装在定模板上;成型14.1mm×8.2mm凹槽要素的型芯为镶嵌件安装在定模板上;成型8.1mm×6°×12.6mm×20°×7.8mm凹槽要素的型芯为镶嵌件安装在动模板上。这些凹槽和型槽要素均为平行与开闭模方向,可以利用动、定模开闭模运动完成型芯的抽芯和复位成型运动。

图1保护套形体要素分析

(3)解决倾斜于开闭模方向的凹槽要素型芯的措施:

保护套形体上存在着9.2mm×12.8mm×5mm×10.2mm×8.3mm×(42.5mm-9.7mm)×6°型槽要素是傾斜于开闭模方向的形体要素,应该采用斜导柱滑块抽芯机构来实现该型槽型芯的抽芯与复位成型运动。

3、浇注系统的设计

如图2所示,保护套注射模为一模四腔,塑料熔体从注射机喷嘴通过螺杆压力进入浇口道中主浇道1,再经两侧分流道3进入四处点浇口4。先进入浇注系统的熔体进入冷料穴5中,温降和杂质较少的纯净熔料通过点浇口进入模具型腔,冷却后便可成型保护套2。

图2保护套注射模浇注系统设计

1—主流道;2—保护套;3—分流道;4—点浇口;5—冷料穴

4、冷却系统的设计

由于保护套在注射模成型加工过程中是反复地往模腔中注入熔体,冷却成型后脱模,较高温度的熔体会将热量传递给模具的工作件。当模温升高到一定的温度时,注塑件会出现过热碳化现象保证不了机械性能而成为废品。这样模具必须采用冷却系统,如图3所示。故分别要在定模板和动模板上加工出冷却水的管道2,在管道交接处为了防止水的泄漏,应加工出管螺纹孔来安装螺塞1。在定、动模板与定、动模镶嵌件管道之间,为了防止水的泄漏还需要安装“O”形密封圈3。在进、出水管道处也要加工管螺纹孔来安装冷却水接头4。这样冷却水就能从进冷却水接头一处流入,经管道从出冷却水接头另一处流出,这样便将模具的温度带走,起到降低模温的作用。

图3保护套注射模冷却系统设计

(a)定模冷却系统设计(b)动模冷却系统设计1—螺塞;2—管道;3—“O”形密封圈;4—冷却水接头

5、模腔和型芯的设计

如图4(a)所示,由于塑料(POM)具有热胀冷缩的特性,成型保护套的型腔与型芯的尺寸必须在图纸原有尺寸基础上放大POM收缩率,成型冷却后的保护套才能符合图纸要求的尺寸。如图5(a)所示,定模镶嵌件4、动模镶嵌件5、型芯、定模嵌件20、22和动模嵌件21的尺寸应该为图纸上的尺寸+原有尺寸×收缩率1.02%,注意模具工作型面脱模方向应制有脱模斜度。动模镶嵌件如图4(a)所示,定模镶嵌件如图4(b)所示。

图4动、定模镶嵌件

6、保护套注射模结构设计

保护套注射模结构设计包括有:模架、分型面、浇注系统、冷却系统、模腔、型芯、抽芯、脱模与回程机构及导向构件等组成。

6.1模架

如图5(a)所示,由定模垫板1、定模板2、动模板3、浇口套6、定位圈7、顶杆8、弹簧10、28、推件板导柱11、26模脚12、安装板13、推件板14、底板15、内六角螺钉24、推板导套27、回程杆29、导套30和导柱31组成,模架是注射模各种系统和零部件安装平台。

6.2分型面的设置

如图5(a)所示,分型面Ⅰ-Ⅰ将模具分成定模部分和动模部分。分型面Ⅰ-Ⅰ开启之后,保护套由于9.2mm×12.8mm×5mm×10.2mm×8.3mm×(42.5mm-9.7mm)×6°型槽的作用会滞留在动模镶嵌件5的型面上,这样可以便于保护套在脱模机构的作用下实现脱模。

(3)抽芯机构的设计由于保护套具有倾斜于开闭模方向的9.2mm×12.8mm×5mm×10.2mm×8.3mm×(42.5mm-9.7mm)×6°型槽,注射模必须具有斜导柱抽芯机构抽出成形型槽的型芯,才能实现保护套的脱模。

图5保护套注射模结构设计

1—定模垫板；2—定模板；3—动模板；4—定模镶嵌件；5—动模镶嵌件；6—浇口套；7—定位圈；8—顶杆；9—斜导柱；10、28—弹簧；11、26—推件板导柱；12—模脚；13—安装板；14—推件板；15—底板；16、32—限位块；17—滑块；18—型芯；19—保护套；20、22—定模嵌件；21—动模嵌件；23—“O”型密封圈；24—内六角螺钉；25—冷却水接头；27—推板导套；29—回程杆；30—导套；31—导柱；33—圆柱销；34—滑块压板

(1)抽芯机构的组成;如图5(a)所示,由斜导柱9、弹簧10、限位块16、滑块17、型芯18组成。模腔为一模四腔,两两对称分布,两腔共用一处抽芯机构。斜导柱滑块抽芯为同边抽芯共用斜导柱和滑块,型芯是用内六角螺钉与滑块相连接在一起。

(2)抽芯动作:如图5(a)所示,当定、动模的开启时,斜导柱拨动滑块和型芯,可在由内六角螺钉和圆柱销33固定滑块压板34组成的T型槽中滑动,实现抽芯动作。同时,弹簧也能协助滑块和型芯进行抽芯动作。当滑块端面接触到限位块16时可阻止滑块移动,并使滑块中的斜向孔始终处于斜导柱下方。

(3)复位动作:如图5(a)所示,当定、动模的闭合时,使得斜导柱插入滑块的斜孔中,拨动滑块和型芯实现复位动作,同时可压缩弹簧。为了防止滑块和型芯在大的注射力和保压力作用下出现后退现象,定模板的斜面可抵紧滑块的斜面并锁住滑块。

6.3脱模与回程机构

注射成型的保护套在抽芯之后,就应该进行脱模运动。

(1)脱模和回程机构的组成:

如图5(a)所示,脱模机构由顶杆、安装板、推件板、推件板导柱26、限位块、推件板导柱、推板导套和弹簧组成。回程机构由安装板、推件板、推件板导柱、推板导套、弹簧和回程杆组成。

(2)脱模运动:

如图5(a)所示,在注射机顶杆的作用下的推件板,带动安装在安装板上的顶杆将保护套19顶离动模镶嵌件和动模嵌件,脱模过程中是压缩弹簧28。为了保证安装板和推件板运动的平稳性,不会造成细小顶杆的被卡住。脱模运动是依靠四组推件板导柱11、26和推板导套的配合进行导向。

(3)回程运动:

如图5(a)所示,脱模机构在保护套脱模之后,必须要回到脱模前的位置,才能进行第二次脱模运动,只有这样才能实现自动化生产。脱模运动完成后注射机顶退回,施加在脱模机构的作用力消除了,在弹簧的弹力恢复作用下,可实现脱模机构的先复位。是为了防止弹簧的失效,会造成顶杆脱模运动与型芯抽芯运动的干涉。之后定模板抵住回程杆,可随着定、动模合模运动将脱模机构推回到脱模前的位置。

6.4导向构件

如图5(a)所示,定、动模之间的定位和导向,依靠四组导套和导柱保证。动模与安装板和推件板之间定位和导向,是依靠四组推件板导柱11、26和推板导套27的配合进行定位与导向。

7、结束语

保护套注射模结构方案是依据保护套形体六要素分析所制订的,只要保护套形体六要素分析正确并不存在着遗漏。注射模结构方案是可靠的,那么注射模结构设计就一定是正确的。

保护套的成型加工也一定是顺利的、质量也一定是合格的。所以,可见保护套形体六要素分析和注射模结构方案可行性分析是多么重要。

参考文献：

[1]文根保,陈小兵,文莉,等.现代注塑模结构设计实用技术[M],北京:机械出版社,28~30.

[2]文根保,文莉,史文,等.复杂注塑模具设计新方法及案例[M],北京:化工出版社,36~39.

文根保,熊利军.轿车外开拉手骨架保护套注射模结构设计[J].橡塑技术与装备,2020,46(18):31-35.