醫(yī)療探頭外壁管長型芯頂出側(cè)脫模模具設(shè)計*

王平全

(廣東省技師學院，廣東 惠州 516100)

0 引言

醫(yī)療用品中，PET材料塑件的應(yīng)用較為廣泛，多數(shù)為一次性塑件。醫(yī)療塑件中，細長管類塑件注塑成型的難點包括： ①塑件長徑比大于5以上的塑件，其內(nèi)壁型芯屬于細長類零件，強度不高，容易變形；②細長類塑件為薄壁塑件，熔融料流的流長比大，模腔內(nèi)的流動阻力大，不利于料流流動，容易造成短射；③PET塑件為透明塑件，澆口及澆注形式選用不當，澆口位置附近容易發(fā)白，導致透明性變差，嚴重影響外觀；④內(nèi)壁脫模困難；⑤細長模腔容易產(chǎn)生充填不足問題。本文為探頭外壁管塑件設(shè)計了一種用于PET注塑成型的兩板注塑模具，模具和機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單實用，有較好的設(shè)計參考價值。

1 成型分析

探頭外壁管塑件如圖1所示，模腔布局為一模一腔，使用一種環(huán)形澆注系統(tǒng)進行澆注，一種頂出式油缸抽芯機構(gòu)來實現(xiàn)塑件內(nèi)壁的脫模。

圖1 探頭外壁管塑件(單位： mm)

(1) 由圖1可知： 塑件的外形由兩段錐形管結(jié)合在一起構(gòu)成，第一段長度為137 mm，第二段長度為65 mm，對應(yīng)的錐度分別為2°和4°，兩段之間使用R67的圓弧進行過渡銜接。右邊尖端的最下外管徑φ16 mm，左端最大外管徑為φ38 mm。左端的外壁上，設(shè)置5條外壁環(huán)形槽，槽寬2 mm。塑件使用PET塑料來成型。

(2) 塑件成型時，為解決PET塑料澆注時澆口附近區(qū)域容易發(fā)白的問題，塑件單件模腔的澆注系統(tǒng)使用如圖2所示的3點式環(huán)形澆口澆注系統(tǒng)進行澆注，使用3個二級澆口G1， G2， G3來進行供料。環(huán)形流道由流道通過1個一級澆口G0供料，G0位置開設(shè)在塑件左端(大徑一端)。使用這種澆注系統(tǒng)可起到平衡澆注的作用，避免模腔充填不足問題；另外，使用兩級式澆注系統(tǒng)可以有效避免PET塑料澆注后，澆口附近發(fā)白的問題。

圖2 澆注設(shè)置

(3) 為脫模簡便，使用如圖3所示的分型方式對模腔進行分型。以塑件外形的最大輪廓線來設(shè)置外壁分型面，可以得到平面形狀的分型面P1，也可直接由上型腔鑲件和下型腔鑲件與塑件的直接分離，來實現(xiàn)簡單脫模[1-4]。

P1—水平分型面；P2—側(cè)分型面

對于塑件內(nèi)壁的脫模，則設(shè)置P2分型面進行分型。獲得中央鑲件后，以直接從塑件內(nèi)壁抽芯的方式來脫模，需要設(shè)置一個長距離油缸抽芯機構(gòu)來驅(qū)動。

為防止PET塑料在塑件冷卻時因收縮不均而產(chǎn)生壁內(nèi)真空泡，塑件的內(nèi)、外壁須做到均衡冷卻。因此，在成型零件的上型腔鑲件、下型腔鑲件及中央鑲件中都設(shè)置冷卻水道，以保證模腔獲得均衡冷卻[5-7]。

(4) 塑件的脫模方式為： 先使塑件與上型腔鑲件分離；再使塑件與下型腔鑲件分離；塑件從中央鑲件上脫出。

2 模腔布局

如圖4所示，模具模腔使用一模兩腔方式進行布局。塑件在模腔內(nèi)采用臥式方式放置[8-11]。上型腔鑲件在進行零件設(shè)計后設(shè)置成定模仁形式，鑲裝在定模板內(nèi)。定模仁內(nèi)還需設(shè)置主澆道、流道及In1， In2兩條水道，分別用于2個模腔的冷卻。管道使用快速接頭(QC)直接進行接入接出。定模仁內(nèi)管道的末端使用銅塞(CP)，以防漏水。定模仁在模腔閉合時，使用3級定位方式進行閉合定位，一級為定模仁的4角所開設(shè)的定位“虎口”；另一級為定模板4角的4個導套(GS)與對應(yīng)導柱的滑動配合；最后一級為平衡左邊滑塊機構(gòu)斜面的鎖緊機構(gòu)，須設(shè)置3個定位塊來消除斜面鎖緊時產(chǎn)生的偏心力。當4個導套安裝在定模板內(nèi)時，定模板對應(yīng)位置須分別設(shè)置排氣槽(VT)，以防止導柱插入導套時產(chǎn)生燒傷問題。導套/導柱配合安裝時，需要設(shè)置一個非對稱安裝導柱/導套(O/S)，以防止模具試模時，定模和動模合模裝錯導致的成型件毀壞。

VT—排氣槽；GS—導套；In1， In2—進水口；Out1， Out2—出水口；QC—快速接頭

澆注系統(tǒng)的主澆道采用偏心方式進行布置，主澆道偏離模具中心距離40 mm，以盡量縮短冷流道長度，保證PET熔料的流動性。

3 動模機構(gòu)布置

對下型腔鑲件進行零件設(shè)計后，設(shè)置成如圖5所示的動模仁形式。動模仁中，同樣也設(shè)置2條管道In3， In4，分別對2個模腔進行冷卻。左邊設(shè)置的滑塊機構(gòu)S為一種油缸驅(qū)動的長距離抽芯機構(gòu)，用于對2個模腔中的中央鑲件進行抽芯驅(qū)動。為使塑件從中央鑲件和動模仁上脫出，S需從動模板上頂出，因此，需設(shè)置4個垂直于動模板的滑塊機構(gòu)頂出導柱。

圖5 動模布置

4 模具機構(gòu)件安裝

圖6為模具關(guān)鍵機構(gòu)的安裝示意圖。模具中，澆口套使用定位圈1壓緊安裝在定模板8上，澆口套2的下端與定模仁3內(nèi)澆口套孔的配合為過渡偏緊配合[12-15]。定位塊4安裝在動模板7上。定模仁3、動模仁5分別使用螺釘緊固安裝在定模板8、動模板7內(nèi)。

1-定位圈；2-澆口套；3-定模仁；4-定位塊；5-下模仁；6-拉料桿；7-動模板；8-定模板；9-導柱；10-中央鑲件；11-側(cè)板；12-推套；13-側(cè)壓板；14-滑塊；15-耐磨板；16-水管接頭；17-油缸；18-油缸側(cè)板；19-滑塊座板；20-滑塊壓條；21-滑塊座板導柱；22-垃圾釘；23-支撐柱；24-推板導柱；25-推板蓋板；26-推板；P1-水平分型面；P2-側(cè)分型面

中央鑲件抽芯機構(gòu)的滑塊機構(gòu)S的構(gòu)成零件包括件10～21，油缸17通過其中心桿驅(qū)動滑塊體14運動，2個模腔的中央鑲件10通過側(cè)壓板13緊固安裝在滑塊14上，滑塊14由油缸17驅(qū)動，可以在滑塊座板19上左右移動，其導向由滑塊壓條12進行。推套12套裝在中央鑲件10上后，其外壁再套裝在側(cè)板11內(nèi)，側(cè)板11由螺絲緊固安裝在滑塊座板19的右端。油缸17通過油缸側(cè)板18安裝在滑塊座板19上?；瑝K座板可以被4個導柱21頂起，4個導柱的上端用螺絲鎖緊，安裝在滑塊座板19的下底面，其下端安裝在推板蓋板25內(nèi)，注塑機頂桿可以通過推板26將機構(gòu)整體從動模板7上頂出。

機構(gòu)S的作用有兩個： 一是將塑件下半部分外壁從下模仁5上頂出脫模；二是由油缸17將中央鑲件10從塑件內(nèi)壁中抽芯抽出，實現(xiàn)塑件的完全脫模。S的工作原理為： 當模具在P1面打開后，塑件留于下模仁5上，而后注塑機頂桿頂出，通過4根滑塊座板導柱21將滑塊機構(gòu)S頂出，從而通過中央鑲件10將塑件從下模仁5上拔出，頂出完成后，塑件外壁實現(xiàn)脫模;而后油缸17動作，驅(qū)動滑塊14拉動中央鑲件而帶動塑件往左邊移動，在推套12的阻擋下，中央鑲件從塑件內(nèi)壁中抽出，抽出完畢，塑件從推套12右側(cè)自動掉落，實現(xiàn)塑件的完全脫模。

5 模具工作原理

結(jié)合圖6，模具的工作原理按以下幾步來動作：

(1) 閉模注塑。模具安裝在注塑機上后，閉模，完成注塑過程后，準備開模。

(2) P1打開。開模時，在注塑機動模板的驅(qū)動下，模具動模下行，模具在P1面處打開，塑件留于下模仁5上。

(3) P2打開。P1打開完畢，油缸17動作，完成塑件從中央鑲件10及推套12上的脫落，實現(xiàn)完全脫模。

(4) 復位。復位前，油缸17先動作，滑塊機構(gòu)S先復位，而后推板26復位，最后模具在P1面處閉合，模具完全閉合，開啟下一注塑循環(huán)。

6 結(jié)語

針對使用PET注塑的特點，本設(shè)計使用兩級式澆注系統(tǒng)，3個澆口進行澆注，避免了塑件上澆口區(qū)域附近的發(fā)白問題。并設(shè)計了一種頂出式油缸側(cè)抽芯機構(gòu)來實現(xiàn)塑件內(nèi)壁的脫模，既簡化了模具結(jié)構(gòu)，又能保證塑件的無損脫模。