发动机扭弯机油管附件盖注射模设计

苏 磊，覃志高，苏法翔

（1.柳州职业技术学院，广西 柳州 545006；2.柳州城市职业学院，广西 柳州 545036；3.百色职业学院，广西 百色 533000）

0 引 言

发动机扭弯机油管附件盖的结构如图1所示，生产总量为200万个。塑件包括3个主要特征：①盖子；②出液弯管；③与另一瓶盖拧紧组合的带外螺纹中心管。成型塑件的模具有2个设计难点：①发动机油管附件盖弯管的抽芯脱模；②圆盘中心管外螺纹的脱模。综合塑件的使用要求及材料特性，塑件材料采用改性材料ABS+PC，收缩率0.5%～0.6%。

图1 机油管附件盖

1 模具单型腔设计

模具布局中的单型腔结构设置如图2所示，该单型腔中使用单一分型面进行分型，将型腔分割为型腔板镶件和型芯镶件。鉴于中心管外螺纹的脱模需要，在型芯镶件上分割内壁型芯、外螺纹型芯、柱孔型芯，其中内壁型芯、外螺纹型芯为管状型芯，柱孔型芯为圆柱型芯，外螺纹型芯套装在柱孔型芯外，同时也套装在内壁型芯内，脱模时外螺纹型芯可以独立转动执行旋转脱外螺纹功能。

图2 模具单型腔结构设置

发动机油管附件盖弯管是出液弯管，该弯管内壁的脱模需要使用弯管型芯抽芯，其成型弯管的零件为图2所示的弯管型芯。

模具使用单一的潜伏式点浇口进行浇注，潜伏式浇口使用圆柱流道供料，流道废料使用拉料杆从型腔板镶件中拉出，同时拉料杆将塑件从型芯镶件内推出实现脱模。

2 模具多型腔设计

考虑塑件成型精度、机构布置、工厂现有的注塑机注射能力、模具制造成本等综合因素，拟采用1模8腔布局进行注射[1-4]，模具多型腔布局如图3所示。设计时，将8个型腔设置在同一个镶件上，以便于加工。浇注系统使用“H”形平衡布局，需要使用3级流道和1级主流道。型腔板镶件的整体冷却使用1条水路进行冷却，采用φ10mm直通式管道。

图3 模具多型腔布局设计

3 模具结构

3.1 动模结构

为实现塑件的自动化注射生产，在动模侧布置图4所示的脱模机构实现塑件的自动脱模[5-8]。针对塑件的分型设置，相应地设置8个弯管型芯的抽芯机构、8个螺纹型芯的抽芯机构及塑件从模具上完全脱模所需的推板推出机构。

图4 动 模

3.2 模架

模架使用无顶出多板模非标准模架，如图5所示，由板1～8组成，定模座板1、定模板2构成模架的定模部分，推板3用于塑件的最终推出脱模承载板，动模板4用于安装型芯镶件，板5～8通过螺钉紧固组合在一起，用于安装螺纹抽芯脱模机构和弯管型芯抽芯机构，螺纹抽芯脱模机构如图6所示。

图5 模具结构

3.3 抽芯机构

（1）弯管型芯抽芯机构。弯管型芯抽芯机构由件20～24组成，模具在P1面打开后，锁紧块23解除对圆弧滑块21的锁紧，随后P2面打开时，驱动块24带着销钉22驱动圆弧滑块21沿导向槽块20内的圆弧导槽滑动，带动弯管型芯从成型的塑件弯管内壁中抽芯。模具依次打开顺序为：P1→P2→P3，合模时顺序相反。

（2）螺纹抽芯机构。螺纹抽芯机构包括3部分：①由图5所示的件15～19组成的螺纹型芯转动抽芯机构；②中间齿轮传动机构，包括图5所示的件9～14；③驱动中间传动齿轮机构转动的液压缸+齿条驱动机构，其组成件为图6所示的件31～34。

图6 螺纹抽芯脱模机构

螺纹抽芯机构的动作原理为：通过液压缸34带动齿条31滑动，齿条31再驱动中间传动齿轮14旋转，中间传动齿轮14再次驱动螺纹型芯17上的齿轮转动，以达到驱动螺纹型芯17在螺纹套16的导向下进行旋转抽芯运动。在螺纹型芯17转动的同时，浮顶弹簧30将动模板4向上顶起，其顶起距离由拉杆29限制，直到实现螺纹型芯17与塑件的完全分离。

（3）动模推板脱模机构。成型塑件的脱模分2步进行：①在螺纹型芯抽芯转动时，P2面打开，推板3、动模板4被弹簧30顶起，安装在动模板4上的内壁型芯镶件19及推板3共同将塑件从中央型芯15上推出；②P3面打开时，推板3带动型芯镶件41将塑件从内壁型芯镶件19上推出，实现塑件的完全脱模，P3面打开由定模板2通过侧边拉板39拉动，其打开距离由限位拉杆28限制。弹顶销35顶出流道废料，使其脱模。

3.4 模具工作原理

模具工作原理分以下7个步骤。

（1）注射熔体。注塑机完成熔体对型腔的充填、保压、冷却后，模具停留在闭合位置，等待注塑机驱动其开启。

（2）螺纹脱模。模具打开前，螺纹抽芯机构必须先完成旋转抽芯动作，即在驱动机构的驱动下，螺纹型芯17完成螺纹抽芯动作，对应于塑件外螺纹的脱模。

（3）外壁脱模。模具在注塑机的驱动下，动模部分后退，首先在P1面打开，塑件的大部分外壁完成脱模，同时弯管抽芯机构中的锁紧块23解除对圆弧滑块21的锁紧。

（4）弯管孔抽芯脱模。P2面打开时，驱动块24驱动圆弧滑块21迫使弯管型芯进行旋转而完成抽芯脱模动作。

（5）中心孔脱模。P2面打开时，中心孔型芯15抽出，完成该孔的抽芯脱模。

（6）塑件完全脱模。动模继续后退，模具在P3面处打开，推板3驱动型芯镶件41将塑件从内壁型芯镶件19上推出，实现塑件的完全脱模。

（7）模具闭合。模具的闭合过程与开模过程相反。

4 结束语

设计了一种多板式无顶出注射模用于塑件的注射成型，使用潜伏式浇口避免了浇口开设困难的问题，有效保证了型腔的充填效果。针对塑件细长弯管的特征，设计了一种简易型圆弧滑块抽芯机构实现弯管内壁的抽芯脱模。设计了液压缸驱动二级传动的8腔螺纹旋转抽芯机构，实现塑件外螺纹特征的旋转抽芯脱模，使用推板推出的方式，实现塑件的完全脱模，保证了塑件脱模时无变形。