摘要：根據咖啡壺嘴塑件的結構特點(diǎn)和要求, 模具設計采用動(dòng)模和定模對接形式所構成的分型面與塑件輪廓形狀相一致的結構, 利用油缸液壓抽芯成型外側側凹, 通過(guò)固定型芯的“T”形槽帶動(dòng)活動(dòng)型芯完成內抽芯, 以推塊作頂出裝置。模具結構緊湊合理, 容易加工制造。采用側澆口內側進(jìn)料的方式, 可以有效改善塑件的外觀(guān)質(zhì)量。

　　關(guān)鍵詞：咖啡壺嘴; 注塑模; 內抽芯; 側澆口;

　　Abstract：Based on the structural characteristics and requirements of the coffeepot spout, a structure was used to achieve that the parting surface formed by the butted form of the movable mould and the fixed mould corresponds with the contour shape of the plastic part in mould design.The outer side concave is formed by the hydraulic core pulling of the cylinder.The inner core pulling is completed by the active core drived by the T-shaped groove of the fixed core and the ejector device is push blocks.The structure is compact and reasonable, easy to be manufactured.The quality of the appearance of plastic parts can get effectively improved with the use of inside feeding through the side gate.

　　Keyword：coffeepot spout; injection mould; inner core-pulling; side gate;

　　1、塑件工藝性分析

　　咖啡壺嘴柄塑件如圖1所示, 材料為聚丙烯 (PP) 。聚丙烯無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒, 密度為0.90~0.91g/cm3。不吸水、易著(zhù)色, 熔點(diǎn)為164~170℃, 耐熱性好, 最低使用溫度為-15℃。因材料在氧、熱、光的作用下極易降解、老化, 所以必須加入抗老化劑[1]。塑件形狀復雜, 里面、外面和側面均有凹凸結構, 不能正常脫模, 也不能強行脫模, 需要側向抽芯。由于手柄部和頸部外部都需要兩個(gè)側抽芯, 且方向相同, 故塑件外側采用哈夫滑塊抽芯, 此時(shí)夾線(xiàn)在塑件的正中間, 對產(chǎn)品外觀(guān)影響最小。咖啡壺嘴的柄部、頸部?jì)炔啃枰獌蓚�(gè)內側抽芯, 此處直徑約為67 mm, 有足夠的抽芯空間。柄部的末端內側有一凹孔, 必須設計一個(gè)內側抽芯機構進(jìn)行側抽芯[2]。

圖1 咖啡壺嘴塑件

　　2、模具結構設計

　　根據塑件結構, 模具需要設計5個(gè)側向抽芯機構, 如圖1所示。圖2中外側兩個(gè)哈夫滑塊7、19因高度尺寸太大, 如果用“斜導柱+滑塊”的抽芯結構, 則滑塊滑動(dòng)的穩定性差, 受到扭力的作用, 容易磨損甚至卡死, 因此設計時(shí)采用了油缸液壓抽芯。雖然這樣模具成本增加了, 但結構穩定可靠, 生產(chǎn)壽命長(cháng), 總的產(chǎn)品生產(chǎn)成本并不會(huì )增加。塑件頸部?jì)葌葍蓚�(gè)抽芯機構結構較復雜, 此處直徑為67.06mm, 內側抽芯有足夠的空間。本模具將此處的定模型芯設計成4件組合型芯, 其中兩塊為固定型芯, 固定在定模鑲件1上, 另兩件為活動(dòng)型芯, 動(dòng)、定模開(kāi)模時(shí), 固定型芯通過(guò)“T”形槽帶動(dòng)活動(dòng)型芯, 在倒扣作用下沿固定型芯作斜向運動(dòng), 從而實(shí)現內側抽芯。要成型塑件柄部末端內側凹孔, 模具的動(dòng)模部分必須設計內側抽芯機構, 它使模具結構復雜, 模具的動(dòng)模部分需要增加一個(gè)分型面, 這就是俗稱(chēng)的假三板模結構[3]。該內側抽芯機構主要由動(dòng)模內滑塊26、動(dòng)模內側型芯25和楔緊塊28組成。動(dòng)模分型面打開(kāi)時(shí), 楔緊塊28通過(guò)“T”形槽拉動(dòng)動(dòng)模內滑塊26, 實(shí)現滑塊的內側抽芯。哈夫滑塊7、19在動(dòng)模B板33內運動(dòng), 為方便制造, 動(dòng)模B板33、27須做成兩塊。需要說(shuō)明的是, 為了保證各滑塊順利抽芯以及抽芯時(shí)塑件不會(huì )變形, 定模內側抽芯滑塊20的側向抽芯必須要在定模內側抽芯滑塊20和動(dòng)模內側型芯25完成抽芯后才能抽芯。

　　2.1、澆注系統設計

　　塑件通過(guò)側澆口從內孔圓周面進(jìn)料, 既簡(jiǎn)化了模具結構, 又保證了塑件外觀(guān)不受影響, 融膠填充也平衡順暢, 但這樣會(huì )使模具的主流道偏離模具中心20mm, 主流道偏離模具中心后, 注塑機大頂桿頂出位置也要偏離模具中心, 制品推出時(shí), 推桿底板13就會(huì )受到一個(gè)扭力的作用, 這個(gè)扭力傳遞給推桿后, 會(huì )導致推桿磨損, 甚至斷裂。為了使塑件推出時(shí)平穩可靠, 本模具采用了3個(gè)注塑機大頂桿頂在模具推板 (K.O) 上。

圖2 咖啡壺嘴注塑模具結構

　　1-定模鑲件2-定模固定型芯3、20-定模內側抽芯滑塊4-限位銷(xiāo)5、6、18-動(dòng)模型芯7、19-哈夫滑塊8-油缸9-復位彈簧10-復位桿11-方鐵12-動(dòng)模底板13-推桿底板14-推桿固定板15-推桿16-托板17-彈簧21-定模面板22-定模A板23-定位銷(xiāo)24-滑塊25-動(dòng)模內側型芯26-動(dòng)模內滑塊27、33-動(dòng)模B板28-楔緊塊29-定位限位釘30-支撐柱31、32-動(dòng)模導套34-導柱35-推塊36-定模板導套37-澆口套

　　2.2、順序定距分型機構設計

　　模具的定距分型機構并不復雜, 但有兩處的開(kāi)模距離要計算準確, 否則會(huì )使內側抽芯無(wú)法完成抽芯動(dòng)作。這兩處是分型面PL1的開(kāi)模距離, 以及定模內側抽芯滑塊3、20沿開(kāi)模方向運動(dòng)的距離。這兩個(gè)距離由作圖法求得。

　　2.2.1、分型面PL1的開(kāi)模距離

　　首先確定動(dòng)模內側型芯25的抽芯距離。它等于內側凹深6.35 mm加上安全距離1~2mm, 為方便作圖, 取8mm。再確定楔緊面的傾斜角度。該角度通常取10°~18°, 為安全起見(jiàn), 該角度寧小勿大, 此處取13°。按圖3所示作圖法, 得到分型面PL1的開(kāi)模距離為34.65mm, 為方便加工, 取35mm。

　　2.2.2、定模內側抽芯的運動(dòng)距離

　　定模內側抽芯滑塊3、20沿開(kāi)模方向的運動(dòng)距離要根據內側抽芯的抽芯距離和楔緊塊28的傾斜角度來(lái)確定。

圖3 分型面PL1開(kāi)模距離的確定

　　(1) 確定內側抽芯的抽芯距離。由于內側抽芯是圓弧面, 其最小抽芯距離取決于兩圓弧的半徑之差和抽芯的寬度兩個(gè)因素, 從如圖4所示的零件圖中可以測得該距離為3.15mm。經(jīng)綜合考慮, 內側抽芯距離取3.50mm[4]。

　　(2) 確定楔緊塊的傾斜角度。由于內側抽芯完全靠倒扣的包緊力拉出, 傾斜角度取最小值10°。按圖5所示方法作圖, 得到定模內側抽芯滑塊3、20沿開(kāi)模方向移動(dòng)的距離為19.85mm, 為方便加工, 取20mm。

圖4 內側抽芯距離的確定

圖5 楔緊塊傾斜角度的確定

　　2.3、推出機構設計

　　本塑件結構復雜, 不能用常規的推桿推出, 為了保證外觀(guān)質(zhì)量和推出平穩安全, 模具采用推塊推出。推塊35通過(guò)定位銷(xiāo)23固定在推桿15上。這種結構俗稱(chēng)大頭頂。

　　2.4、成型零件設計

　　本模具的成型零件包括定模鑲件、定模固定型芯、定模活動(dòng)型芯、動(dòng)模組合型芯、兩個(gè)外側抽芯及內側抽芯。動(dòng)模采用組合型芯, 有利于型腔中氣體的排出。推塊也屬于成型零件, 推塊的復位由復位桿和復位彈簧完成。

　　3、模具工作過(guò)程

　　(1) 熔體通過(guò)澆口套37, 由側澆口進(jìn)入型腔, 在型腔中填滿(mǎn)、冷卻、固化后, 注塑機拉動(dòng)模具動(dòng)模部分后退, 在彈簧17的作用下, 模具先從分型面PL1處打開(kāi), 楔緊塊28通過(guò)“T”形槽拉動(dòng)動(dòng)模內滑塊26。由于限位釘29的作用, 分型面PL1打開(kāi)35mm后停止, 這時(shí)動(dòng)模內側型芯25已完全抽出塑件, 模具實(shí)現第一次抽芯。

　　(2) 動(dòng)模繼續后退, 模具再從分型面PL2處分型, 動(dòng)模板16和定模板27開(kāi)始打開(kāi), 在塑件倒扣包緊力的作用下, 定模內側抽芯滑塊3和20開(kāi)始一邊沿定模鑲件1的斜向“T”形槽運動(dòng), 一邊向內側運動(dòng), 在限位銷(xiāo)4的作用下, 定模內側抽芯滑塊3和20斜向滑動(dòng)17mm后停止, 此時(shí)滑塊倒扣完全脫離塑件, 模具實(shí)現第二次抽芯。

　　(3) 動(dòng)模繼續后退, 當動(dòng)模板和定模板中間的開(kāi)模距離達到200mm后, 動(dòng)模的開(kāi)模行程結束, 油缸行程開(kāi)關(guān)合上, 液壓拉動(dòng)哈夫滑塊7、19, 實(shí)現模具的第三次抽芯。

　　(4) 油缸完成側向抽芯后, 注塑機大頂桿穿過(guò)K.O.孔推動(dòng)推桿底板13、推桿15和推塊35將塑件推離模具, 模具完成一次注塑成型。

　　(5) 合模之前, 油缸推動(dòng)兩側哈夫滑塊7、19復位, 復位彈簧17推動(dòng)推桿15和推塊35復位。合模時(shí), 復位桿10將推桿15和推塊35推至準確位置, 同時(shí)推塊35將定模內側抽芯3、20推回原位, 整個(gè)型腔恢復原狀, 模具準備進(jìn)行下一次注塑。

　　4、結論

　　在咖啡壺嘴注塑成型模具結構設計的過(guò)程中, 首先對咖啡壺嘴產(chǎn)品結構進(jìn)行分析;其次, 在模具結構上利用了液壓缸抽芯成型外側側凹, 通過(guò)固定型芯的“T”形槽帶動(dòng)活動(dòng)型芯完成了內抽芯, 以推塊作頂出裝置;最終, 對模具結構進(jìn)行及時(shí)修正, 達到優(yōu)化設計、保證質(zhì)量、縮短工期和降低成本的目的。

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