冰箱內膽真空成型模具的抽芯機構設計

　　冰箱內膽真空成型模具的抽芯機構設計

　　冰箱內膽真空成型是冰箱生產的主要工藝，也是關鍵工藝。影響真空成型產品質量，生產效率及成本的關鍵因素是真空成型模具。而真空成型模具設計的重點和難點又是抽芯機構的設計，抽芯機構設計是否合理，直接影響到模具工作可靠性，並在一定程度上決定了模具的製造成本。因此在真空成型模具設計當中，一定要根據製品的結構和材質特點，靈活設計抽芯機構，即使在同一副模具當中，抽芯機構也有多種設計方法，要根據具體情況具體分析，目的是既要保證模具工作可靠，塑料薄壁件外壳注射模的设计。成型質量高，又要盡量簡化模具製造工藝，降低模具製造成本。本文介紹的真空成型模具即是集多種抽芯機構於一身的比較複雜的模具，它的設計具有較強的典型性。

　　1抽芯機構設計方案分析

　　1.1冰箱內膽結構與材質分析

　　某冰箱廠有一冷凍室內膽，如圖1所示。採用凸模真空成型，成型為內膽開口朝下，成型材料為聚苯乙烯。板厚四毫米，成型後最薄處不小於0.6毫米。產品定位中檔，生產批量比較大，要求模具必須工作可靠，成型質量高，製造成本低。

　　該內膽的特點是結構較複雜，需要抽芯的各處形狀不同，大小不一，相差很大。而且所用材料為臀部，其強韌性比以往生產所用的ABS樹脂材料稍差，比較容易破裂。為了滿足上述設計要求，必須根據各處的結構特點，逐一分析，確定抽芯機構設計方案。

　　模具斜导柱计算公式1.2抽芯機構設計方案分析

　　真空成型模具的抽芯方式主要有直抽芯和斜抽芯兩種，其結構設計則受模具結構的影響存在多種多樣的形式。由圖1可見，本文中的製品共有五處需要設計抽芯機構才能脫模。

　　甲處為一外凸的小凸台，周圍為大平面，採用直抽芯比較方便。

　　乙處與ç處關於製品中心面對稱，均為內凹的小凹坑，相應的活動塊為細長條形，周圍為大平面，在模具中央只要設置一個氣缸，可以對兩個活塊同時控制，因此也適宜採用直抽芯。

　　D處為一細長側向凸台，其與大平面（上頂面）平齊，顯然不能採用直抽芯，只有採取斜抽芯。

　　é處為一大型側向凸台，雖然凸出高度不大（只有5毫米），但距離長，面積大，不能強制脫模，必須通過抽芯脫模。根據該處的結構特點，既可以採用直抽芯，也可以採用斜抽芯。如果採用直抽芯，活動塊的上分模面將處於圓弧面上，給模具製造帶來困難，容易在製品表面形成接縫痕跡，且根據活動塊受力狀態分析，需要一個很大的合模氣缸，才能平衡吸塑壓力，增加了模具製造成本。如果採用斜抽芯，在結構設計上作適當處理，完全可以避免這些問題。

　　2抽芯機構設計

　　2.1抽芯機構運動及力學分析

　　抽芯機構設計關鍵是要保證運動可靠，準確，脫模平穩，機構使用壽命長，對製品無傷害。

　　2.1.1甲處

　　阿處採用直抽芯，活動塊的運動直接利用氣缸的伸縮實現直線運動，氣缸實際伸縮行程便是活動塊的運動行程。

　　在吸塑成型過程中，由於模具內外壓差，活動塊將受到一吸附力的作用，促使活動塊有向內離開成型的趨勢，因此必須有一個力來平衡，這個力即為合模力。合模力計算公式為：

　　女=P×縣

　　式中：架F-合模力

　　個P-模具內外壓差

　　的S-壓差有效作用面積

　　由於阿處活動塊的成型面積較小，即壓差有效作用面積較小，合模力小，可以由氣缸的推力直接提供，而且氣缸直徑不需要很大，根據計算，選取氣缸直徑為φ50mm，行程為20毫米。

　　2.1.2乙處和c處

　　乙處和ç處共用同一抽芯機構抽芯，其工作原理同阿處，雖然合模力也不大，但活動塊呈細長條形，為了保證活動塊運動平穩，必須採用不同於甲處的結構設計。

　　2.1.3D處

　　D處採用斜抽芯，活動塊既可以沿與脫模方向成一定夾角的方向作直線運動，也可以繞某一點作圓周運動。根據該處製品結構特點，採用活動塊繞某一點作圓周運動的方案更合適。

　　斜抽芯的一個優點就是可以直接利用脫模力（製品對活塊的拉力）實現抽芯。但是該活動塊比較大，能否利用脫模力實現抽芯，要具體分析。根據生產經驗和現場試驗發現，對於ABS樹脂板材，由於其強韌性比較好，可以直接利用脫模力帶動活動塊轉動，順利實現脫模，效果不錯。對於聚苯乙烯板材，由於其強韌性相對較差，採用這種方式脫模時，製品往往被拉破，廢品率大大增加。此時必須設置一輔助脫模氣缸，而且增設輔助脫模氣缸還有利於活動塊的平穩復位。實踐證明，增設輔助脫模氣缸後，該處抽芯機構使用壽命有所提高。

　　該活動塊成型面積比較大，在成型過程中受到很大的吸附力作用，為了不增加合模氣缸，必須將吸附力全部直接傳遞到模體上。根據此處結構特點，通過合理設計活動塊的分模面，成功實現了這一要求。

　　2.1.4é處

　　該活動塊成型面積比D處大得多，受到的吸附力相當大，更要想辦法使吸附力直接傳遞到模體上。此處已不能通過適當設計活動塊的分模面來實現這一要求，必須考慮其它設計方法。通過反复分析比較，決定採用平行四連桿機構，因為活動塊的抽芯距並不大，只有5毫米，通過活動塊向模具內側作平移運動，能方便地實現脫模。而在成型，四連桿成矩形，活動塊所受的吸附力通過四根水平短連桿直接傳遞到模體上，並通過活動塊上表面受到的吸附力將活塊緊緊地鎖定在成型。考慮到該活動塊自重大，應該設置一個輔助脫模氣缸，讓輔助脫模氣缸和脫模力一起來拉動活動塊向模具內側作平移運動，脫模結束後，利用活動塊的自重和氣缸阻滯作用實現平穩復位。

　　2.2抽芯機構結構設計

　　抽芯機構結構設計的內容包括選擇活動塊分模面，設計抽芯機構，導向裝置，限位裝置，確定活動塊運動軌跡及行程，計算合模力，選擇氣缸缸徑和行程。

　　其中，分模面的選取應根據凸台或凹坑的結構特點來確定，盡量避免分模面在製品上留下痕跡。特別是直抽芯機構，為了保證活動塊在模體間活動自如，活動塊與模體間必須有一定間隙，一般單邊間隙取0.05?0.1，有些情況下達到了0.2-0.25毫米。此時，間隙處的吸塑力遠大於其周圍抽氣孔的吸塑力，導致製品沿間隙處形成接縫。因此，分模面一般選取在不容易吸附的拐角處，或者在容易被隔架或其它物品遮住的地方。

　　導向裝置可根據具體情況而定，一般活動塊大，注塑模毕业设计。形狀複雜，為了保證活動塊運動平穩，應設置導向裝置。

　　各處抽芯機構結構設計如圖2所示。

　　甲處最簡單，分模面選取在凸台拐角處，設置有專用合模限位裝置，保證活動塊定位準確;脫模行程由氣缸控制，保證活動塊導向部分總處於模體孔內即可，因活動塊小，無需專用導向裝置。但氣缸中心應與活動塊所受吸附力的中心重合。

　　1。活動塊買2。直線軸承與軸承座3。氣缸14。活動塊ç5。活動塊6。氣缸27。連接板8。連桿19。氣缸3月10日。活動塊D11。氣缸4月12日。活動塊é13。連桿2

　　乙處和ç處抽芯原理與阿處相似，分模面選在將被隔架遮住的地方，在模具中央共用一個氣缸，該氣缸對兩個活動塊同時控制。考慮到活動塊細而長，每個活動塊設置有兩根拉桿，兩根拉桿通過連接板與氣缸相連接，兩根拉桿同時也起導向柱的作用。為了保證運動平穩順暢，與導向柱相配的導套採用直線軸承。活動塊上設置一台階，作為合模限位用，用脫模限位有專用限位塊。

　　D處抽芯機構結構設計的關鍵是活動塊旋轉角度的確定，它牽涉到連桿及其支座的優化設計，借助計算機輔助設計模擬活動塊的運動，很方便地實現了這一設計要求。活動塊上分模面的確定也很重要，既要保證活動塊不能太大，又要保證活動塊運動不受。

　　é處設計的關鍵，一是四根水平連桿相對活動塊受力中心的確定，要保證吸附力全部傳遞到模體上;二是根據活動塊的運動軌跡確定上分模面的及其傾斜角度，以保證活動塊運動不受。輔助脫模氣缸的選取只要能保證抽芯機構正常運動即可。

　　儘管該製品結構複雜，模具設計難度較大，需要抽芯的地方多且大小不同，形狀各異，通過分析比較，靈活設計，較好地解決了這個問題。實踐證明，該模具設計合理，工作可靠，成型質量高，模具製造成本在預算範圍內，達到了設計目的。

　　3結束語

　　由於模具的凸模部分存在很多孔和槽，故模具的凸模採取整體結構，凹模採用鑲塊結構，比較緊湊。針對側向抽芯距離比較短的情況，設計了三次分型導柱側向抽芯的獨特結構。注射成型後，工一次分型，完成側向抽芯動作，當限位拉桿碰到脫澆板時開始11二次分型，目的是使凝料自動脫落，然後開始11壓次分型，完成動模和定模的分離。最終注射機推動推桿墊板，推桿和推板同時發生作用，推出塑件。

　　模具的工作過程如下：

　　注射成型後，開模時，在彈簧12和凝料的冷料穴的拉緊作用下，開始工一次分型，定模座板7和脫澆板8分開，脫澆板8帶動滑塊20後移，由於斜導柱25與滑塊20的直向相對運動推動滑塊的橫行運動，滑塊在凹模推板3上沿著導滑的燕尾槽作橫向移動從而完成側向抽芯動作。當限位拉桿26碰到脫澆板8時，脫澆板8停止不動，一次分型結束;凹模板4繼續運動，開始11二次分型，從而拉斷點澆口並使凝料脫落，當固定在凹模板4上的限位銷釘5碰到限位拉板6的端頭，凹模板4停止不動，二次分型結束。模具繼續運動，開始111次分型，使凹模板4和型芯14分開;在塑件包緊凸模型芯14的包緊力作用下，塑件隨著動模繼續運動。當運動到一定距離時，注射機的頂桿推動推板墊板18，帶動4根推桿和凹模推板3將塑件推出動模。

　　模具合模時，當動模運動到凹模推板3與動模座板嚙合，繼續運動，當運動到11吩型面使凸模型芯14和凹模板4嚙合。同時保證復位桿復位;繼續合模，當運動到11分型面使脫澆板8和凹模板4嚙合。繼續運動，當滑塊在斜導柱和楔緊塊的雙重作用下產生相對運動，壓制滑塊沿燕尾槽產生橫向運動，側向型芯復位，當脫澆板8和定模座板7完全嚙合時，結束合模，可以重新開始下一個工作循環過程。

　　4模具的特點

　　該套模具設計成三個分型面，巧妙的利用限位拉桿26對脫澆板8的相對運動來完成凝料的自動脫落動作，彈簧23保證滑塊的定位準確，從而保證能夠完成塑件側向抽芯及復位過程，提高了生產效率。滑塊上的燕尾槽既起導向功能，也便於安裝在凹模板上。由於塑件是壁厚較薄而均勻的塑件，而且，凸模部分有許多孔和槽，有較大的包緊力，洗衣机离合罩冲压工艺及模具设计。為保證塑件的推出，故設計了4根推桿加上推板來平衡推出力。經過生產實踐證明，該套模具的開合模動作完全符合設計要求，塑件的產品質量也得到了根本保證。網站推薦:室內設計