外壳注塑模具结构方案可行性分析与设计

　外壳注塑模具结构方案可行性分析与设计，外壳是四周存在着多种形式的型孔、型槽和带螺孔嵌件，并且型孔轴线存在着斜交与正交的塑料件。斜孔与孔在成型加工范围内斜交,采用了两种时间差的抽芯方法避免了运动干涉。即斜孔型芯应先于孔型芯抽芯，后于孔型芯复位。斜孔与9个嵌件中的1个螺孔，在成型加工范围外正交。为此，将斜孔型芯分成型芯和芯杆，型芯采用了带导向圆柱销和限位结构且藏于型芯孔中，利用与芯杆对接而进行抽芯和复位运动。芯杆上开有避让支撑螺孔型芯的槽，在型芯和芯杆结合部位设计了能对接和分离的弹性夹头。只有如此设计的注塑模具，才能确保外壳顺利地加工。

　　一、外壳的形体“六要素”分析

　　外壳，由外壳主体和铜制的大接头、小接头、中接头组成。外壳的形体“六要素”分析，外壳上存在着“障碍体”“型孔与型槽”“螺孔”“运动与干涉”等要素。

　　(1)“障碍体”要素分析：该外壳形体为葫芦形状，故存在着“弓形高障碍体”;存在着2mmx2.6mm“凸台障碍体”;还存在着“凸台障碍体”。

　　(2)“型孔、型槽与螺孔”要素分析：左端存在着的型槽;右端有锥形台阶孔及孔;上端有3xG/%”嵌件螺孔;中间存在着螺孔。斜孔;下端有孔、孔、嵌件螺孔。

　　(3)“运动与干涉”要素分析：上述各种型孔、型槽和螺孔的成型都需要有抽芯和复位运动。其中间斜孔与下端孔斜交57°,斜孔与下端嵌件螺孔正交，抽芯时必然会产生运动干涉。外壳形体“六要素”分析，只要将外壳所具有的“六要素”以了。至于如何根据形体“六要素”分析制订注塑模的结构可行性方案和注塑模具设计。

　　二、外壳注塑模结构方案可行性分析

　　针对所分析到的外壳形体“六要素”，便可以制订出注塑模应该采取相应的结构方案。外壳注塑模具结构方案可行性分析。

　　1.解决“障碍体”要素注塑模具结构的方案：由于外壳存在着弓形高和多处凸台“障碍体”，为了使外壳便于成型和脱模，可在对称中线I-I处作为注塑模分型面，即可解决外壳“障碍体”的成型和脱模问题。

　　2.解决“型孔与型槽及螺孔”要素注塑模具结构的方案：对于外壳上具有众多“型孔与型槽及螺孔”要素，应分不同的类型，采取不同注塑模具结构的方案。

　　(1)解决型槽和型孔要素模具结构的方案：应采用斜销或弯销滑块抽芯机构，便可以解决的型槽、孔和孔成型和脱模的问题。

　　(2)解决螺孔和螺孔要素模具结构的方案：以铜嵌件螺孔底孔和孔及螺孔底孔为型芯的斜销滑块抽芯机构，便可以解决嵌件定位、成型和脱模的问题。由于型槽、型孔和嵌件”螺孔的轴线处同方向，故三者可以采用同一斜销滑块抽芯机构进行成型和抽芯的动作。

　　3. 解决“运动与干涉”要素注塑模具结构的方案

　　外壳注塑模具结构方案可行性分析与设计，由于中斜孔与51mm锥孔及孔相互贯通，其中螺孔的下端螺孔轴线又与斜孔轴线正交。成型斜孔的型芯与成型孔的型芯，在抽芯和复位运动的过程中会产生运动干涉。嵌件螺孔下端螺孔支撑的型芯与斜孔型芯也会发生碰撞现象，这三者之间必须要有解决运动干涉后才能完成外壳的成型加工。

　　(1)斜孔与孔的抽芯运动干涉与模具方案：斜孔型芯与型孔型芯的轴线在成型范围内相交于52.9°,两抽芯运动必然会发生碰撞。

　　1)斜孔型芯与型孔型芯的相交抽芯运动分析：为了避免这种运动干涉现象的发生，成型斜孔型芯应先完成抽芯后，成型孔、型槽型芯和螺孔支撑型芯才能进行抽芯运动，两种抽芯运动应分成先后进行才能避免运动干涉。斜孔型芯和多孔型芯复位则应相反，即多孔型芯应先复位、斜孔型芯后复位。如此，对于斜孔型芯来说，必须超前多孔型芯抽芯滞后多孔型芯复位，这就是该注塑模具设计的关键所在。

　　2)斜孔型芯与多孔型芯的抽芯运动方案：注塑模具模架需要采用三模板的形式，这样注塑模就存在I-I和II-II两处分型面。将斜孔型芯抽芯的弯销安装在定模部分，其他抽芯机构的斜销或弯销均安装在中模部分。分型面I-I开模时，先完成斜孔型芯的抽芯，然后分型面II-II开模时，再完成其他型孔型芯的抽芯。

　　3)斜孔型芯与多孔型芯的复位运动方案：要使斜孔型芯滞后多孔型芯复位，其方法是在定模与中模之间安装若干压力弹簧。抽芯机构复位时，由于没有注塑件脱模力和抽芯力的作用，复位时所需要的作用力极小。在弹簧弹力作用下，分型面II-II先行闭合，于是除了斜孔型芯之外所有的抽芯机构的型芯均能够先复位。之后便是分型面I-I的闭合，斜孔型芯才能复位。

　　这样的注塑模具结构方案，便能确保斜孔型芯超前其他型芯抽芯，滞后其他型芯复位，确保不会产生斜交的两孔型芯在抽芯过程中的运动干涉。这就是通过机构运动先后次序的安排，来规避运动干涉的方法。

　　(2)螺孔与斜孔的抽芯运动干涉与注塑模具方案：此两孔的轴线是在成型范围外正交，如处置不当也会产生运动干涉。由于螺孔支撑的型芯是安装在多孔型芯滑块上，只要螺孔支撑型芯能够让开斜孔型芯，螺孔支撑型芯的抽芯和复位就不会与斜孔型芯发生碰撞。

　　1)切割避让法：模具的方案只能采用避让的方法，即在斜孔型芯与螺孔支撑型芯相交处制成让开槽来进行避让，但又不允许所开的槽会影响到斜孔的成型加工。

　　2)斜孔型芯的结构：成型斜孔型芯的长度为36mm,而抽芯的长度为86mm,这样需要穿过孔的型芯为52mm.如此，完全可以将成型斜孔的型芯分成型芯和芯杆两部分。型芯抽芯至孔的型芯内就停止不动，之后仅是芯杆继续抽芯或复位。此时，便可将芯杆制成让开槽以避让螺孔支撑型芯。

　　a.型芯的结构。由于斜孔的两端分别与锥孔和孔相贯通，而相贯线为不对称曲面，因此，斜孔型芯在成型型孔中不能产生转动，故需要有导向销的引导，并且斜孔型芯的两端需要有限位实体，以防抽芯越位。在与芯杆结合部需要有既能连接又能分离的结构。

　　b.芯杆的结构。芯杆可以制成让开槽以避让螺孔支撑型芯，但其结合部需要有既能连接又能分离的结构，如弹性夹头等。这是一种通过将碰撞部位的实体进行切割，来避让运动干涉的方法。

　　斜孔型芯与孔型芯在成型加工范围内相交，需要采用两种时间差抽芯运动来避免运动干涉。螺孔支撑型芯与斜孔型芯在成型加工范围外正交，需要采用将斜孔型芯分成型芯和芯杆两部分。芯杆制成让开槽来避让运动干涉，并在型芯和芯杆结合部位设计成能够连接和分离的结构。

　　三、外壳注塑模具设计

　　东莞市马驰科注塑模具厂根据对外壳的形体“六要素”分析和注塑模具结构方案可行性的分析，外壳注塑模具的结构设计。

　　1.模架的形式

　　由于斜孔型芯需要先于孔型芯抽芯，后于孔型芯复位，模架采用了三模板的结构。模架由定模垫板、定模板、中模垫板、中模板、动模板、动模垫板、限位螺栓和导柱、导套零部件等组成。

　　2.模具抽芯机构的设计

　　注塑模具中成型外壳上存在着多种型孔、型槽和嵌件螺孔抽芯机构，可分不同类型进行设计。

　　右端型孔抽芯机构 成型右端和锥形台阶孔及25.5mm孔。采用了衬套、中长型芯、中长斜销、中模滑块、中模楔紧块、滑块导板和压板等构件组成的抽芯机构。左端型槽的抽芯机构 成型左端的型槽、孔和嵌件的螺孔。采用了中短型芯、多芯弯销、小嵌件型芯、圆柱销、大中型芯、多芯滑块、多芯楔紧块和中嵌件型芯等构件组成的抽芯机构。

　　③上端嵌件螺孔抽芯机构 成型上端螺孔及孔。采用了左斜型芯、左斜斜销、左斜滑块和左斜楔块等构件组成的抽芯机构。

　　④下端型孔的抽芯机构 成型下端孔。采用了右滑块和右型芯等构件组成的抽芯机构。

　　3.模具时差抽芯机构的设计

　　成型斜孔。应用了安装在定模板上的右斜弯销进行开模，带动右斜滑块中的斜孔芯杆与斜孔型芯,以弹性夹头的连接并推动斜孔型芯和导向销沿着大中型芯中的键槽移动。键槽两端的实体可以限制斜孔型芯,使斜孔型芯只能在大中型芯孔中移动。斜孔型芯与斜孔芯杆连接和分离是依靠结合部的弹性夹头而实现的，而斜孔芯杆复位是由于弹簧的作用。使得定模板滞后于中模板合模。并使得右斜弯销滞后于其他的抽芯机构的抽芯运用，从而可实现斜孔芯杆滞后于大中型芯复位。

　　4.模具抽芯干涉避让结构的设计

　　为了避让支撑中左边的螺孔型芯与成型斜孔型芯运动干涉，可在斜孔芯杆制让开槽。将整体斜孔型芯分成斜孔芯杆与斜孔型芯两部分的目的：一是斜孔型芯实际抽芯距离是34mm,若要抽出大中型芯则需要86mm,分成两部分后有效地减少抽芯距离和模架的面积。二是斜孔芯杆开槽是为了避让螺孔型芯，但型芯又不能开槽，因为一旦开有槽外壳加工时熔体就会进入槽的空间。

　　5.模具温控系统

　　30%玻璃纤维增强聚碳酸酯成型加工时，料筒温度：260~320℃,模具温度：80~120℃,热变形温度大约为130℃.在连续加工过程中，模具温度会逐渐不断地上升，以致使注塑件产生变形和塑料出现过热炭化现象。因此，注塑模具需要采用冷却系统。水从进水口注入，经模具中的管道从出水口将热量带走以实现注塑模具的降温。管道的端头以堵头封闭以防漏水，在与中模镶块和动模镶块的结合处采用了0形密封圈防渗漏。中长型芯的冷却是采用了冷却螺杆,冷却水从进水口进入螺纹槽，再从出水口流出。

　　6.模具浇注系统的设计

　　注塑模具采用的是三模板的模架，而浇道又是采用直接浇口，这样浇口道的长度过长会导致塑料熔体进入模腔中的温度降低而产生一些加工中的缺陷。为此，浇口套采用了大型加深型浇口套，有效地缩短了浇口道的长度。

　　7.其他注塑模具的结构

　　限位螺栓是限制中模垫板和中模板的开模距离;导柱和导套要安装在定模部分以支持中模部分不脱离;注塑模具的脱模机构、复位机构、滑块限位机构、模脚和底板等不再阐述。

　　外壳注塑模具结构方案可行性分析与设计，对于外壳这种具有多种形式的型孔、型槽和带螺孔嵌件的注塑件，设计斜销或弯销滑块抽芯机构不是很难的事情。难的是要注意这些型孔、型槽和螺孔的轴线是否存在着相交的状况，如果存在相交的状态就必定会产生抽芯运动的碰撞。运动干涉具有隐蔽性，还具有破坏性。在注塑件形体分析中如不能发现“运动与干涉”的因素，就不可能制订出规避运动干涉的措施，也就不能设计好解决运动干涉的模具结构方法。该案例设计，是如何避免运动干涉的注塑模具结构设计。由于该注塑模具采用了成型两斜交孔具有时间差的抽芯运动，有效地解决了斜交抽芯的运动干涉。而成型斜孔的型芯与支撑嵌件螺孔型芯的正交，又采用了先将成型斜孔型芯分成型芯与芯杆两部分。在芯杆上制有让开槽，以避让支撑嵌件螺孔型芯。型芯和型杆结合采用了弹性夹头的措施，能实现型芯与型杆的连接和分离。这些措施的实施，才能确保外壳注塑模具的顺利成型加工。