重庆市模具工业协会专家组 陶永亮

摘要：弯管套管帽是汽车拉索上的一个配件，产品上有一段圆弧形部分，需要圆弧抽芯结构来完成脱模的，有的型孔部分需要直线抽芯完成。本文就通过对圆弧抽芯结构、直线抽芯结构进行分析与设计，分析了圆弧抽芯的动作要点，型孔部分采用阶梯式分型，阐述了模具中重要零件设计过程，达到了模具脱模要求。实践证明：模具结构合理，圆弧抽芯脱模顺利，模具能适应批量生产，产品无缺陷，受到用户的认同。

关键词：套管帽 圆弧抽芯 抽芯 脱模 模具设计

一、产品介绍

弯管套管帽是汽车拉索上的一个固定拉索导向和限位零件，用聚甲醛（黑）制作，如图1所示。图中2-Φ7为固定孔固定在汽车上，拉索在40°的R60弧线部分是作圆弧运动，在28尺寸段作直线运动，完成拉索的功能。塑件的重量为11g。

图1.套管帽产品示意图

二、模具设计

1.模具设计分析

弯管套管帽产品的圆弧长度分析，圆弧半径为60mm，从圆弧型芯的顶端到产品圆弧的根部形成40℃的夹角，弧长为41.87mm，再加上6.5的部分，弧长近48.37mm。考虑抽芯的安全距离，选用10°，即滑块抽芯角度为50°。而10°的弧长为10.46mm，其中10.46-6.5=3.95mm，即抽芯离开产品的弧长，而实际最短距离只有3.4mm，能满足模具脱模要求。滑块抽出弧长为48.37+3.95=52.32mm，抽出产品段弧长48.37mm。如图2所示。

图2.圆弧型芯抽出分析

弯管套管帽按图1位置进行模具设计，弯管套管帽有40°的R60的弧线部分脱模应采用滑块作圆弧运动进行脱模，直线28尺寸段作直线运动是脱模的主题。选用Φ10与Φ8.7圆管中心线分型，上下分模。其中40°的R60的弧线部分采用滑块作圆弧运动进行脱模，采用液压缸抽芯完成，液压抽芯可以单独控制圆弧滑块的运动，不受开模时间和顶出时间的影响，容易控制先后分型和合模的动作。直线28尺寸段作直线运动用滑块进行锥孔抽芯，将2-Φ7孔的型芯一起作在直线滑块上，可采用斜导柱抽芯完成，为解决侧视图上外形的脱模，采用上下镶块式结构，将以三孔的中心线作阶梯分型，考虑滑块作圆弧运动抽芯、直线滑块抽芯的因素，模具只能设计为一出一，整个模具设计如图3所示。

图3.弯管套管帽模具结构示意图

1—底板；2—顶出垫板；3—顶出板；4—动模板；5—定模板；6—定模垫板；7—定模镶块；8—浇口定位圈；9—浇口套；10—拉料杆；11—顶杆；12—斜导柱；13—滑块；14—导柱；15—回程杆；16—圆弧滑块；17—轴承；18—固定螺钉组合；19—锁紧块；20—连杆；21—油缸连接头；22—油缸杆；23—油缸座；24—油缸；25—螺钉；26—定模阶梯镶块；27—动模阶梯镶块；28—动模镶块；29、30—圆弧导轨压板

模具工作原理是塑件注塑冷却完毕后，启动动模后移，动模板4与定模板5之间分型，滑块13在斜导柱12的作用下，完成抽芯，滑块13上型芯全部脱离塑件；锁紧块19脱离圆弧滑块16，启动油缸开关，油缸24进行向外工作，由油缸杆22带动油缸连接头21向外运动，油缸连接头21上的连杆20拉动圆弧滑块16沿圆弧轨道运动，完成圆弧段的抽芯，圆弧段型芯脱离塑件；动模部分继续后移，机床上顶出部分触动顶出垫板2和顶出板3，带动顶杆11和拉料杆10向前运动，将塑件和浇口全部顶出模外，手可以取塑件。模具合拢时，启动油压缸24向内运动，将圆弧滑块16先复位，然后合模，回程杆15推动顶出垫板2和顶出板3，完成顶杆11和拉料杆10复位，斜导柱12将滑块13复位，锁紧块19将圆弧滑块16锁紧，完成全部合模，进行下一模注塑。其中油缸连接头21和圆弧滑块16都安装轴承，使得连杆拉动中光滑运动。

2.模具零件设计

2.1圆弧滑块抽芯设计

圆弧滑块抽芯设计是模具的重要零件，与圆弧滑块相关联的设计有圆弧导轨设计和圆弧滑块驱动部分设计，基本上是主导部分。圆弧滑块抽芯采用滑块与圆型芯做成一体的，圆型芯通过加工中心和电加工完成。如图4所示。

图4.圆弧滑块结构示意图

圆弧滑块上除了圆型芯外，还有轴承固定部位和锁紧部分。轴承固定部位由轴承17，固定螺钉组18和连杆20等组成。滑块做圆弧移动时，轴承外径固定在滑块上只是起转动作用，受力作用较小，使用单列向心球轴承型号0200（外径Φ30，内径Φ10，厚度10mm）。固定螺钉组由螺钉、防松垫圈和螺母组成，螺钉固定在轴承内径上，连杆固定在螺钉上（连杆另一端在油缸连接头21上，结构相同），连杆起拉动作用，转动有轴承保证，完成滑块移动。滑块上有5°斜面，在油缸合模后，锁紧块19锁紧滑块，防止在注塑中后退。

2.2阶梯镶块设计

为了使圆弧型芯水平方向的抽出，只能将厚4的固定板部分固定孔线成水平45°的夹角，给产品成型脱模带来了一定困难。将模具设计成动定模阶梯镶块结构，从三孔的中心分型，在两孔中间作一次折线分型，在分型面上成三阶梯型，并考虑弧形的脱模需要，产品上28mm长的成型段也在镶块上成型，分别用M8螺钉固定在动定模上。在阶梯镶块分型面上做成止扣形式，宽8高5（单面有2°）的凸凹相扣，便于动定阶梯镶块地对中和定位。在厚度4mm上做两根Φ2.5的顶杆，用于产品脱模用。如图5所示。

图5.阶梯镶块结构示意图

2.3抽芯滑块设计

按照上述的模具结构设计后，弯管套管帽上固定部分上有2-Φ7通孔和有28mm长的成型孔，在模具上通过直线型抽芯完成，需要设计滑块。采用斜导柱和锁紧块结构，为完成>32mm抽芯距离，设计斜导柱角度20°，工作长度>96mm，锁紧块角度为22°。整个滑块做成整体式，型芯的刚性和垂直度较好，型芯做成镶件时要考虑固定，否则会造成尺寸的不稳定。如图6所示。

图6.阶梯镶块结构示意图

2.4其他部分设计

套管帽是安装在汽车内部的，对产品的外观没有严格要求，将进料浇口直接做在动模镶块28上，采用侧进料浇口进料，拉料杆形式，完成浇口料和产品一起附在动模上，又随顶板连产品一起顶出。产品在圆弧分型面上，对产品表面没有影响，对成型45°固定部分有利。动模镶块用螺钉固定在动模板上，定模镶块7和动模镶块28结构一样，主要是圆弧成型部分。如图7所示。

图7.动模镶块及浇口示意图

三、结束语

弯管套管帽模具采用圆弧抽芯和滑块抽芯两者的结合，保证了弯管套管帽产品的顺利脱模。脱模结构的需要使得模具一出一，模具外形结构较大（长290，宽250（加油缸后宽460），高255）。弯管套管帽采用均聚PMO材料加工，对模具温度有一定的控制要求，滑块和镶块加工水道有难度，模具模架上应加有水道管，主要用于提升模温用，这样做出的产品变形小。生产实践验证：模具结构合理，弯管套管帽质量稳定，被用户接受。