液压长抽芯注射模设计

液压长抽芯注射模设计
褚建忠
(台州科技职业学院，浙江台州 318020)
【摘要】根据长抽芯结构的塑件在模具结构方面的要求，设计了基于液压动力的长抽芯注射模，分析了模具在抽芯运动、顶出运动、冷却系统等方面存在的问题，对相关的机构分别进行了创新设计。

该项技术不但实现了长抽芯塑件的自动生产，而且提升了塑件的质量稳定性。

关键词：液压；长抽芯；注射模
中图分类号:TQ320.66 文献标识码：B
DOI：10.12147/ki.1671 -3508.2021.03.012
Design of Long Core-Pulling Injection Mold Based on Hydraulic Drive
Chu Jianzhong
(Taizhou Vocational College of Science&Technology,Taizhou,Zhejiang 318020.CHN)
【A bstract】The long core-pulling injection mold is designed on the basis of the plastic part's mold structural requirements.The problem of the mold in coring movement,ejection movement and cooling system are analysed and related mechnism are designed.The technology not only achieve automatic production of the product but also improved quality stability of the product. Key words ：hydraulic;long core—pulling;injection mold
1引言
当塑件上有阻碍脱模的侧孔、侧槽或者侧凸时，通常需要在模具内设计相应的抽芯机构，在模具分型 过程中通过抽芯机构将成型的侧型芯抽芯抽出，从而 不再阻碍动定模的分开，也避免了侧型芯对塑件脱模 动作的干涉，塑件从而可以顺利脱模。

通常抽芯机构 的动力来自注塑机的开模力，利用机械机构将开模力 转化成抽芯力。

但在某些特殊的长抽芯行程的塑件，机械式抽芯机构就不能适用了，必须要采用专门的长 行程油缸提供抽芯动力。

2塑件工艺性分析
本设计实例为喇叭状管件，如图1所示。

塑件形 状比较狭长，周边的边角处全部圆角处理。

塑件的质 量要求是不允许有裂纹和变形缺陷，拼接线必须尽可 能浅，但是外观不允许出现任何的顶出痕迹；塑件材 料ABS;塑件大批量生产，塑件公差按模具设计要求进行转换。

该塑件外形尺寸为304.5 x80.8 x80.8mm，壁厚1.4mm。

PP属于不定形塑料，机械强度比较高，成型 收缩率0.5%。

该塑件内部结构比较简单，不存在倒 扣，如图1所示。

但是由于塑件形状比较狭长，内部的 形状必须采用长抽芯结构，而且外观不允许出现任何 的顶出痕迹，因此给模具的制造带来难度，特别是抽 芯机构和顶出机构必须精心设计，否则会影响塑件的 外观。

由于塑件尺寸比较大，产量也比较大，因此可
以考虑使用热流道系统来提高生产效率。

3浇注系统设计
3.1浇口的位置选择
由于该模具是1模4腔，绕口设计为侧面进浇的 侧浇口，如图2所示。

图2浇注系统设计
1.热流道板
2.热喷嘴
3.分流道
4.塑件
3.2热流道的设计
该浇注系统采用冷热混用设计，冷流道主要指在 模板上开始的分流道，热流道主要指从注塑机喷嘴到 分流道的这段通道(包含热流道板和热喷嘴）。

如图3所示，由于模具采用1模4腔及热流道结 构，主流道部分采用主流道热喷嘴2注射。

熔料从注 塑机喷嘴进入热流道板1，经过热流道板1的分流作 用下，熔料分成两股料流，并通过加热喷嘴2注入位于 分型面上的分流道，并经过分流道的再次分流后，通 过各个模腔的潜伏式浇口，进人4个模腔。

图3热流道浇注系统设计
I.热流道板2.热喷嘴3.定模板4.定模镶块
热流道的结构设计：热喷嘴在该模具中的作用主要是为了缩短流道长度，减少热量损失，因此热喷嘴采用直通式大浇口。

流道板的加热采用加热带加 热，并与四周的模板避空，防止热量散失，只在流道 板的两端位置布置了四块隔热垫块，并与喷嘴形成支撑点。

4成型零件结构设计
(1) 型腔结构设计。

型腔件是成型塑件的外表面的成型零件。

按型 腔结构的不同可将其分为整体式、整体嵌入式、组合 式和镶拼式4种。

本设计中采用整体型腔，如图4a所 示并在型腔型面的周围进行了避空处理。

如果不作 避空处理，会影响与型腔分型面之间的研配。

(2) 型芯结构设计。

型芯是成型塑件内表面的成型零件，通常可以分 为整体式和组合式两种类型。

通过对塑件的结构分 析，本设计中采用整体型芯，如图4b所示。

5抽芯机构设计
5.1塑件抽芯分析
如图5所示，该塑件的抽芯机构有两处，一处位于 塑件的小端，即头部抽芯，另外一处位于塑件的大端,即尾部抽芯。

头部抽芯的距离比较短，可以采用常规 的斜导柱抽芯机构。

但由于尾部的抽芯距离很长，因此必须考虑使用液压(油缸)抽芯，而且局部模板必须 加长，留出抽芯的空间。

图5塑件抽芯结构分析
.盥料连射模技术.
另外两处抽芯机构的侧型芯在端部互相靠破，因此还必须考虑在靠破处设计锥面定位机构，以保证两 个侧型芯的互相定位，并给侧型芯一个支点,保证在 熔料压力下的型芯出现错位，以致影响塑件内壁的同 轴度。

5.2塑件头部抽芯机构设计
塑件的头部抽芯位比较短(抽芯距为4mm)，因此 抽芯机构设计为典型的斜导柱抽芯机构：
如图6所示，滑块部分采用分体式(滑块有侧型芯 固定板2和滑块座3组成），斜导柱孔(直径为025mm)加工在滑块座3上；滑块的导滑机构采用滑槽压板构 成工字形导向槽，另外为了改善滑块摩擦性能，在滑 块与锁模斜楔的接触面上设置了 3块耐磨板，并在滑 块底底部也设置了两块面积较大的耐磨板;侧型芯的 分型面采用了斜面配合，这样有利于在抽芯时减少与 型芯塑件部分的磨损，另外在该短侧型芯与长侧型芯 的靠破面处设计了定位斜面，以保证与长型芯之间的 定位精度。

定模部分：由于滑块宽度比较大，因此斜导柱采 用2根，斜面斜角为斜导柱（直径为<|)24m m，斜度为 15°)固定在定模板上，滑块的锁模依靠定模上的锁模 斜面(斜度为17°)，如图7所示。

1 2 3 4 5 6 7
5.侧型芯固定板
6.推板
7.侧型芯5.3塑件尾部抽芯机构设计
塑件的尾部的抽芯位比较长(抽芯距为304mm),如果采用斜导柱抽芯机构，将导致斜导柱和开模距离 过长。

因此该抽芯机构采用液压(油缸)抽芯机构，如 图7所示。

该抽芯的机构特点为：
(1) 油缸。

如图7所示，由于抽芯距比较长，因此选用的油缸1长度也相应加长，油缸的安装依靠螺钉固定在支架2 上，油缸杆头部加工成工字槽，安装在滑座4的工字槽 内，与滑座联成一体。

由于油缸的进油口可以与注塑机 的液压系统连接，因此油缸可以驱动滑块进行抽芯运动。

(2) 滑块结构。

如图7所示，该滑块部分由3块模板组成:滑座4、侧型芯固定板5、推板6。

滑座4与油缸1连接，并与侧型芯7、侧型芯固定 板5连接一起，进行抽芯运动。

抽芯运动的导向依靠 压板3与动模板组成的导向槽进行滑动导向。

推板6的作用是当滑座4、侧型芯固定板5进行抽 芯运动时，推板6保持静止状态，这样塑件可以被推板 卡住，不随着滑块运动，这样当滑座4抽芯运动结束时，塑件也在推板6的作用下进行顶出。

由于塑件在动模部分没有任何的卡位结构，因此 抽芯机构的作用不仅仅只是抽芯作用，而且还必须推 出塑件。

6顶出机构设计
由于塑件形状外观要求比较高，塑件表面不允许 出现任何的顶出痕迹，因此常规的顶出元件如顶杆、顶板之类都不能使用。

该顶出机构的结构如图8所示。

该模具的顶出机 构没有使用任何的顶杆、顶管之类的元件，而是利用 长型芯的抽芯机构作为顶出机构，在抽芯之前先用长 型芯把塑件顶出动模型腔，然后再进行抽芯运动，然 后再利用抽芯机构中的推板侧向推出塑件。

顶出机构的驱动机构动作原理如图8所示。

顶出动作的动力来自于液压油缸，该油缸8固定 在动模垫板5上，油缸杆加工成工字形固定在滑座固 定板3上，这样随着油缸杆的伸缩，就可以驱动动模板 以及滑槽压板进行顶出和复位运动。

.塑料注射模技术.
图8动模顶出机构
1.导套
2.滑槽压板
3.滑座固定板
4.副导柱
5.动模垫板
6.模脚
7.动模座板
8.油缸
顶出机构的导向来自于滑座同定板上的4组副导 柱和导套，副导柱4安装在动模垫板5上，而导套安装 在滑槽压板2与滑座固定板3之间，两者形成了顶出 机构的导向机构。

该顶出机构的动作时间是在开模之后，油缸8开 始动作，先把整个长抽芯机构进行顶出动作，将塑件 顶出动模型腔，然后再开始长抽芯运动，脱落塑件。

由于长抽芯机构承担了顶出作用后，模具的顶出 同定板和顶出板就失去了顶出作用，只能起支撑模具 的作用，为了增加动模板的支承强度，并在推板空间 范围设计了 5根直径</)50mm的支承柱，目的是加强动 模板的强度，可以抵抗塑料熔体对动模板的注射压力，增强模具的寿命。

7长抽芯机构冷却系统设计
长抽芯机构的冷却回路设计:长抽芯机构的主要 冷却部位是塑件的内部型芯，由于侧型芯长度很长，因此如果不进行充分的冷却，将导致塑件过热，冷却 速率下降，甚至导致塑件变形。

因此必须要对侧型芯 进行充分冷却。

而由于侧型芯的固定板是滑座，因此 滑座就成为冷却回路的出入口。

综上所述，长抽芯机 构的冷却设计主要是针对于侧型芯和滑座。

侧型芯是主要冷却部位，由于侧型芯细而长，因此可以采用铍铜件进行冷却，如图9所示，在侧型芯内 部设计有水孔位置，可以放置铍铜；另外在侧型芯与 滑座交界处加工有放置密封圈的圆槽。

滑座主要提供外部冷却水的进出口，如图10所 示，在滑座的内部设计有4处回路，分别有8处出人口，出入口的位置都设计在滑座的同一侧面，方便接
人冷却水3
8结论
(1) 塑件的抽芯距离较长，采用了长行程油缸进 行抽芯，由注塑机进行动作顺序控制，调整方便，油缸
动作平稳可靠，有利于长行程抽芯。

(2) 塑件形状狭长，在滑块芯子内部设计了串联 式隔板式冷却水路，确保了塑件内部得到充分的冷
却，从而减少了冷却时间，缩短了成型周期。

(3) 浇注系统采用了热流道和冷流道混用的方式，减少了熔料热量的降低和注射压力的损耗，提高
了塑件的成型质量。

参考文献
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作者简介：褚建忠，男，1974年1月生，硕士，主要
从事注塑成型分析与模具设计等研究。

(收稿日期：2020-12-13) ©
图10滑座内部冷却水路。