隧道式浇口凝料自动切断机构设计

   2024-06-21 180
导读

隧道式浇口是注射模中常见的一种浇口形式。隧道式浇口一般设计在模具动模侧,从塑件反面进料,优点是不影响塑件外观质量而实现塑件注射成型。(a)滑块式(b)斜顶式图1 隧道式流道及浇口隧道式浇口由于从待成型塑件

隧道式浇口是注射模中常见的一种浇口形式。隧道式浇口一般设计在模具动模侧,从塑件反面进料,优点是不影响塑件外观质量而实现塑件注射成型。

(a)滑块式

(b)斜顶式

图1 隧道式流道及浇口
隧道式浇口由于从待成型塑件反面进料,流道和浇口一般以倒扣形式设置于模具中,其浇口的脱模形式有2种:滑块式和斜顶式,如图1所示。隧道式浇口凝料通常与塑件一起脱模,需要后续手工机械修剪凝料,降低了模具生产效率及塑件生产成本,针对这种情况,采取优化的隧道式浇口形式,设计一种组合二次推出机构,实现塑件推出同时浇口凝料自动切断,满足模具自动化生产要求。
工艺分析
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(a)热流道系统

(b)流道及浇口

图2 汽车前保险杠格栅浇注系统
图2所示为汽车前保险杠格栅浇注系统,根据采用改良的隧道点浇口。传统的隧道式浇口通常设计在动模中,浇口截面为矩形,且在动模中为倒扣结构,需设计滑块式或斜顶式结构脱模,采用优化的隧道式点浇口,可以实现塑件推出时自动切断浇口凝料。
推出机构及工作过程
2
01
 
 
 

推出机构

图3 推出机构

1.液压缸 2.推板Ⅰ 3.推板Ⅱ 4.推板Ⅲ 5.拉钩Ⅰ 6.拉钩Ⅱ
图3所示为模具的推出机构,主要由3组推板组件,2套拉钩组件以及液压缸驱动组件3个部分组成。

001

 

推板机构

图4是3组推板组件,包括推板Ⅰ组件推出机构,推板Ⅱ组件推出机构,推板Ⅲ组件推出机构。

(a)推板Ⅰ

1.斜顶块 2.拉料杆 3.塑件 4.推板Ⅰ

(b)推板Ⅱ

1.塑件 2.顶块 3.液压缸 4.推板Ⅱ

(c)推板Ⅲ

1.顶块 2.塑件 3.直顶块 4.推板Ⅲ

图4 推板推出机构
推板Ⅰ组件推出机构主要由推板Ⅰ、拉料杆2、斜顶块1等组成(见图4(a)),开模时,推板Ⅰ带动拉料杆2、斜顶块1同步推出流道凝料,拉料杆2除推出流道凝料外兼顾定位冷料井,防止冷料井粘斜顶块。推板Ⅱ组件主要由推板Ⅱ、顶块2、液压缸3、斜顶块、推杆等组成(见图4(b)),斜顶块实现塑件倒扣结构脱模及辅助推出,顶块、推杆实现塑件平衡推出脱模。
推板Ⅲ组件主要由推板Ⅲ、直顶块3、顶块1等组成(见图4(c)),顶块1与斜顶块1(见图4(a))相邻,通过拉钩机构使顶块中与斜顶块延时推出,实现隧道式浇口凝料自动切断。

002

 

拉钩机构

为实现模具二次推出动作,该模具由2套拉钩机构控制推板Ⅰ、推板Ⅱ、推板Ⅲ组件顺序推出,拉钩Ⅰ连接推板Ⅱ、推板Ⅲ,拉钩Ⅱ组件连接推板Ⅰ、推板Ⅱ。

(a)拉钩I侧视图

(b)拉钩截面

(c)轨道截面

图5 拉钩Ⅰ组件

1.推板Ⅰ 2.固定座 3.转轴 4.推板Ⅱ 5.压板 6.推板Ⅲ 7.底板 8.拉钩Ⅰ 9.导轨 10.拔销 11.弹簧帽 12.弹簧 13.挡块 14.螺钉
拉钩Ⅰ工作原理如图5所示,固定在动模板上的液压缸活塞驱动推板Ⅱ运动时,带动固定座2、拉钩Ⅰ及拔销10运动;当拔销10沿导轨9运动时,拉钩Ⅰ从推板Ⅲ上脱钩,推板Ⅲ及顶块等停止运动,推板Ⅱ在液压缸活塞驱动下继续运动。

(a)拉钩Ⅱ侧视图

(b)拉钩截面

(c)轨道截面

图6 拉钩Ⅱ组件

1.推板Ⅰ 2.拔销 3.导轨 4.推板Ⅱ 5固定座 6.推板Ⅲ 7.底板 8.拉钩Ⅱ 9.压板 10.转轴 11.挡块 12.弹簧帽 13.弹簧 14.螺钉 15.销钉
拉钩Ⅱ工作原理如图6所示,推板Ⅲ脱钩后停止运动,液压缸活塞驱动推板Ⅱ继续运动,带动固定在推板Ⅱ上的导轨3运动,底板7上的固定座5连接拉钩Ⅱ不动,拉钩Ⅱ扣住推板Ⅰ上的挡块11保持推板Ⅰ静止状态,当挡块11碰到拉钩Ⅱ上的拔销2时,拉钩Ⅱ脱钩,推板Ⅱ带动推板Ⅰ一起运动,直到液压缸活塞行程结束后推板Ⅱ和推板Ⅰ运动停止。

003

 

流道凝料推出机构设计

斜顶块在推板Ⅰ推出时与流道凝料逐渐脱离,为防止流道凝料粘斜顶块,斜顶块自带一套弹针顶出系统,如图7所示。

图7 流道凝料推出机构

1.动模板 2.弹簧 3.顶出弹针 4.耐磨板 5.螺钉 6.楔形块 7.斜顶杆 8.导滑套 9.斜顶块 10.流道凝料 11.顶块

图8 拉料杆

1.流道凝料 2.拉料杆
工作原理:斜顶块9顶出时,顶出弹针3与斜顶块9在同一水平上产生相对运动,将流道凝料10强制顶出,待顶出行程结束时流道凝料10完全脱离,此时顶出弹针3上的弹簧2先压缩后弹开;当顶出系统复位时,顶出弹针3沿导向面复位,弹簧2先被压缩后弹开;同时为防止流道凝料顶出自动掉落,在流道凝料两端设计锥形拉料杆定位,便于机械手夹取,如图8所示。
02
 
 
 

工作过程

模具注射成型结束,动、定模开模后,推出机构包括推板Ⅰ、推板Ⅱ、推板Ⅲ等组件在液压缸活塞驱动下陆续完成塑件浇口凝料自动切断、塑件脱模、机械手取件等一系列动作,其工作原理如下:
液压缸带动推板Ⅱ及组件运动,通过连接拉钩Ⅰ组件带动推板Ⅲ及顶块推出,此时推板Ⅱ及其流道、斜顶块静止,顶块与斜顶块之间产生相对运动,使得浇口与塑件分离。当液压缸活塞运动行程为25mm时,拉钩Ⅰ上的拔销在挡块作用下完全脱钩,推板Ⅲ及顶块推出运动停止,推板Ⅱ在液压缸活塞作用下继续推出。当行程运动到50mm时,拉钩Ⅱ在挡块的作用下脱钩,同时在推板Ⅱ的推动下,推板Ⅰ运动带动拉料杆、斜顶块推出,随着顶出行程加大,流道及浇口凝料逐渐脱离,直到液压缸活塞运动结束,塑件、流道凝料顺利脱模,流道凝料因拉料杆锥形设计定位在拉料杆上,注塑机机械臂分别夹取塑件、流道凝料,完成自动取件动作。
关键技术参数确定
3
01
 
 
 

顶出总行程设计

图9 塑件倒扣截面
塑件倒扣截面如图9所示,塑件总高度为130mm,最小顶出行程为85mm,塑件最大倒扣量为S=18mm,考虑塑件收缩率及安全取件因素,倒扣的水平行程为S+4=22mm,斜顶块斜度为9°,根据三角函数关系计算最小顶出距离为:22/tan9°=138.9mm,因此顶出总行程设计为140mm。
02
 
 
 

二次推出分解行程设计

(a)拉钩Ⅰ行程

(b)拉钩Ⅱ行程

图10 二次推出行程
推板Ⅱ通过拉钩Ⅰ组件控制推板Ⅲ推出行程,斜顶块比顶块延迟S1=25mm距离推出,实现浇口凝料自动切断;流道倒扣量为7mm,安全距离为2mm,总行程为9mm,斜顶块的斜度设计为9°,推板Ⅲ顶出行程为:9/tan5°=102.9mm,若推板Ⅲ的顶出行程设计105mm,则推板Ⅲ通过拉钩Ⅱ组件延迟行程S2为:140-105=35mm,实现流道凝料自动切断及脱模,二次推出形成的设计如图10所示。
设计中应注意的问题
4
由于隧道式浇口的特殊性,其模具设计中也应注意以下几个问题:
(1)因斜顶块、顶块等尺寸大,成型塑料的面积大且进料口较多,连续生产容易积热,影响推出机构的可靠性及塑件外观质量,所以大斜顶块或顶块等需设计冷却水路。
(2)为增加拉钩机构的可靠性和延长模具使用寿命,拉钩、挡块、拔销等运动部件采用SKD61钢制造,同时热处理调质至56~60HRC。
(3)为增加型腔板强度,在不影响塑件外观质量等前提下,尽量避免模具零件尖角、局部壁厚薄的现象,对塑件及模具型腔板尖角处进行圆角设计,减少局部应力集中导致的模具零件开裂风险。
(4)塑件格栅、卡扣等结构导致模具型腔插穿结构较多,且插穿角度较小(最小为1.5°),所以模具四周需设计平衡的插穿保护块,保护块插穿角度设计为1°,加强模具定位精度。
(5)模具在自动化生产过程中采用机械手取件及凝料,需要设计塑件定位筋位结构及锥形拉料杆,确保塑件及流道凝料精确定位便于顺利夹取。


 
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