尼龙弯管接头注射模设计.pdf

模具工业 2023年第49卷第8期尼龙弯管接头注射模设计彭定文1，杨超2，韦淇淋1，邱旻1（1.柳州城市职业学院，广西 柳州 545036；2.百色职业学院，广西 百色 533000）摘要：针对尼龙弯管接头上的弯管特征，设计了1副单腔两板式普通浇口注射模，为解决弯管特征的脱模，利用液压缸活塞杆驱动旋转抽芯机构完成第1段弯管的抽芯，还设计了一个二次推出机构完成第2段圆弧的脱模。在第2段圆弧弯管的脱模机构中，先由第1次推出推动圆弧弯管型芯、推杆及辅助斜推机构将成型塑件从型芯上推出，再通过第2次推出将成型塑件从第2段弯管型芯上推出，解决了成型塑件脱模的难题。关键词：弯管接头；注射模；二次脱模；型腔板镶件中图分类号：TG76；TQ320.662 文献标识码：B 文章编号：1001-2168（2023）08-0041-05 DOI：10.16787/ki.1001-2168.dmi.2023.08.007Design of injection mould for nylon bent pipe jointPENG Dingwen1,YANG Chao2,WEI Qiling1,QIU Min1(1.Liuzhou City Vocational College,Liuzhou,Guangxi 545036,China;2.Baise Vocational College,Baise,Guangxi 533000,China)Abstract:According to the bending characteristics of nylon bent pipe joint,the two-plate injection mould with single cavity and ordinary gate was designed.In order to demould the bending features,a rotary core pulling mechanism was driven by using the hydraulic cylinder piston rod to complete the core pulling of the first section of the bent pipe,and a secondary ejector mechanism was designed to complete the ejection of the second section arc of the bent pipe.In the demoulding mechanism of the second section arc of the bent pipe,the moulded plastic part was first ejected out from the core by the ejecting arc core,the ejector pin,and the incline ejector mechanism,and then the moulded plastic part was second ejected out from the arc core,which solved the demoulding problem of the moulded plastic part.Key words:bent pipe joint;injection mould;secondary demoulding;cavity plate insert0引 言成型弯管塑件的注射模设计难点在于1-5：弯管内壁的脱模，一般需要设计旋转半径与弯管内壁圆管中心弧线一致的弯管抽芯机构，且转动抽芯机构的驱动机构设计较为复杂，占用较大的模具空间；弯管外壁附加的结构有时会干涉弯管抽芯机构运动，需要增设更为复杂的机构进行外壁局部特征的脱模；一般情况下弯管塑件都是设计为1段弯管，而对于2段弯管，脱模机构设计更为复杂，模具结构设计难度也更大，2段弯管模具设计中，2段弯管的中心圆弧在同一平面内较为常见，不在同一平面而在立体空间内的较少，但成型结构更复杂；对于2段以上的弯管，一般采用滚塑或橡胶模进行生产，注射模成型难以实现6-8。现介绍2段弯管塑件的注射模设计，2段弯管的其中一端还设计有法型腔模技术收稿日期：2023-03-12。基金项目：广西高校中青年教师能力提升项目（2023KY1512；2021KY1477）；2022 年度柳州教育科学“十四五”规划项目（2022ZJA027）；柳州城市职业学院2022年度科研立项课题项目（2022KYYB67）。作者简介：彭定文（1978-），男（汉族），广西合浦人，副教授，主要研究方向为机械工程及自动化。41模具工业 2023年第49卷第8期兰座附加特征，模具结构设计有较大的难度。1尼龙弯管接头结构分析尼龙弯管接头为2段弯管结构，材料为改性尼龙 PA6，收缩率为 0.52%0.58%，如图 1 所示。2 段圆弧弯管的外径都为23 mm，但第1段圆弧弯管的中心弧线与第2段圆弧弯管中心弧线不在同一平面内，两者为空间结构曲线。第1段的前端头部为管头，第2段的尾端为法兰座，2段弯管的壁厚均为2 mm。成型塑件的模具设计难点如下。（1）第1段圆弧弯管内壁的脱模需要设计圆弧弯管抽芯机构，且机构的圆弧滑块运动路线须依照第1段圆弧弯管中心弧线设置。（2）第2段圆弧弯管内壁的脱模也需要使用圆弧弯管抽芯机构，该机构的圆弧滑块运动路线也需要依照第2段圆弧弯管中心线设置。两段圆弧弯管中心弧线呈空间曲线交联状态，如将第1段圆弧弯管抽芯机构布置在其中心弧线所在的平面，则第2段圆弧弯管抽芯机构不好布置。（3）法兰座与第2段圆弧弯管结合后，法兰座上的孔和槽也只能沿孔的中心线方向进行脱模，否则模具需另外设计法兰座特征的脱模机构。（4）法兰座与第2段圆弧弯管的外壁结合部位形成转弯倒扣区，若以法兰座的孔中心线方向为模具的开模方向，则此处的转弯倒扣区影响第2段圆弧弯管从型腔内脱模，需要设计专门的抽芯机构先将该部分抽芯。2分型及成型零件设计针对塑件的形状特点，模具分型首先应考虑成型塑件的脱模方式，结合脱模方式，模具按以下方式进行分型：首先以塑件的最大外沿轮廓线作为外壁分型的主分型面，分出2个外壁成型件，型腔板镶件1和型芯镶件2，如图2所示；然后针对塑件转弯倒扣区，使用P1和P2两个次分型面，分型处设置侧滑块3、4以便塑件转弯倒扣区脱模；最后针对弯管内壁的2段圆弧弯管特点，使用P3面做内壁分型面，分型出第 1 段圆弧弯管型芯 5 和第 2 段圆弧弯管型芯6。上述分型后成型塑件的脱模按以下步骤完成：模具型腔的 PL 面打开，塑件与型腔板镶件 1 分离；侧滑块3、4各自侧抽芯，成型塑件与侧滑块3、4分离；第1段圆弧弯管型芯5完成抽芯；成型塑件被第2段圆弧弯管型芯6推出，塑件与型芯镶件2分离；依靠一个侧边斜推杆7推动成型塑件从第2段圆弧弯管型芯6上自动旋转脱模。3模具结构布置3.1定模与动模结构件布置模具使用1模1腔布局，为两板模普通流道结构9-11，如图3所示。定模一侧主要布置型腔板镶件1、浇口套 11、脱模机构的锁紧块 10 及斜导柱 8、9等。型腔板镶件1的冷却水路设置1条（L1），管道直图1尼龙弯管接头42模具工业 2023年第49卷第8期径为10 mm。动模一侧主要布置型芯镶件2和6个脱模机构，其中脱模机构S1用于驱动第1段圆弧弯管型芯5实施旋转抽芯，脱模机构S2用于斜推杆7的推出，脱模机构S3用于第2段圆弧弯管型芯的推出，脱模机构S4、S5分别用于驱动侧滑块3、4以实施侧抽芯；除这5个脱模机构外，还有模架自带的二次推板推出脱模机构S6，主要用于二次驱动脱模机构S2、S3和推杆12等，以实现塑件的完全脱模。型芯镶件2设置了冷却水路L2对其进行冷却，浇注系统设有2个矩形截面侧浇口G1、G2。3.2机构设计（1）脱模机构S1如图4所示，机构S1用于驱动第1段圆弧弯管型芯5实施旋转抽芯，第1段圆弧弯管型芯5的尾端设置成滑块形状，安装在转动摆臂16的顶端，液压缸活塞杆17前端与转动摆臂16通过活动销13连接，转动摆臂16的下端用活动销14定位在支撑板15上，液压缸18的尾端也用活动销定位在支撑板15上，当液压缸活塞杆17缩回时将驱动转动摆臂16顺时针转动，将第1段圆弧弯管型芯5 从塑件中抽出，复位时只需将活塞杆 17 伸出即可。（2）脱模机构S4、S5为常用的斜导柱滑块机构，此处不赘述。（3）脱模机构S6为模具模架中增设的二次推出机构，包括一次推出组合板21、二次推出组合板22及分离控制机构23，分离控制机构23为常用插杆型二次推出机构。（4）脱模机构S2的设置是解决塑件难成型的一个重要措施，如图5所示。第2段圆弧弯管型芯6下端用推杆29推出，并由二次推出组合板22推动，斜推杆7下端设置有斜推座28，由一次推出组合板21推动。这样设置的作用是当二次推出组合板22、一次推出组合板21同步被推出时，斜推杆7和第2段圆弧弯管型芯 6也同步被推出，成型塑件将被第 2段圆弧弯管型芯6从型芯镶件2上推出，推出一定距离后，二次推出组合板22停止推出，但一次推出组合板21将继续推动斜推杆7推出，此时斜推杆7将从成型塑件法兰座底端推动塑件按第2段圆弧弯管型芯 6的圆弧段脱出，直到成型塑件自动掉落。在第1次推出时，推杆12协同推杆29一同推出，防止因法兰座包紧力过大而损坏成型塑件。3.3模具工作原理结合图4、图5所示，模具工作原理如下。（1）模具合模注射。模具在注塑机上安装并调试后，合模经充填、保压、冷却等过程后准备开模。（2）脱模机构S1抽芯。模具打开前，液压缸18先驱动第1段圆弧弯管型芯5完成抽芯。（3）模具开模。注塑机滑块带动动模后退，模具在PL面处打开，打开过程中，脱模机构S4、S5的斜导柱8、9驱动侧滑块4、3完成侧抽芯。（4）推出脱模。动模后退一定距离后停止，注塑机顶杆推动一次推出组合板21、二次推出组合板22同步推出，第1次推出时塑件将被第2段圆弧弯（a）型腔侧向结构（b）型腔主视结构（c）弯管分型1.型腔板镶件 2.型芯镶件 3.侧滑块 4.侧滑块 5.第 1段圆弧弯管型芯 6.第 2段圆弧弯管型芯 7.斜推杆图2分型与脱模设计43模具工业 2023年第49卷第8期管型芯6从型芯镶件2上推出，而后二次推出组合板22停止，一次推出组合板21继续推出，推动斜推杆7将成型塑件从第2段圆弧弯管型芯6上推出，塑件完全脱模。（5）复位。复位过程与开模过程相反。4结束语针对有2段圆弧弯管的尼龙接头，设计了1副1模1腔两板注射模，解决了塑件2段不同圆弧弯管成型及脱模的难题。模具中第1段圆弧弯管机构通过液压缸驱动滑块实现圆弧抽芯，第2段圆弧弯管脱模机构则使用二次推出的方法，依靠斜推结构从单侧推动塑件从第2段圆弧弯管型芯上脱模，解决了第2段圆弧弯管内壁推出脱模的难题。模具结构设计巧妙，机构实用可靠，有一定的参考作用。1.型腔板镶件 2.型芯镶件 3.侧滑块 4.侧滑块 5.第1段圆弧弯管型芯 6.第2段圆弧弯管型芯 7.斜推杆 8.斜导柱 9.斜导柱 10.锁紧块 11.浇口套 12.推杆图3模具结构布置1.型腔板镶件 2.型芯镶件 3.侧滑块 4.侧滑块 5.第1段圆弧弯管型芯 6.第2段圆弧弯管型芯 7.斜推杆 8.斜导柱 9.斜导柱 10.锁紧块 11.浇口套 12.推杆 13.活动销 14.活动销 15.支撑板 16.转动摆臂 17.活塞杆 18.液压缸 19.活动销 20.液压阀 21.一次推出组合板 22.二次推出组合板 23.分离控制机构 24.定模板 25.动模板 26.垫块 27.动模座板图4模具结构44模具工业 2023年第49卷第8期参考文献：1 肖国华.180弯管塑件的抽芯机构及注塑模设计J.工程塑料应用,2021,49(8):81-86.2 郭建军,杨立乐,戴钦,等.薄壁弯管成形工艺分析及弯管模设计J.模具工业,2021,47(3):18-21.3 李娟.新型手动弯管模具设计J.模具技术,2017(5):36-38.4 赵全玲,唐跃,王洛智.多段位弯管浇注方案CAEJ.橡塑技术与装备,2017,43(4):75-76.5 曹争.自动抽液瓶盖抽芯机构及模具设计J.模具工业,2017,43(5):47-51.6 苏磊,覃志高,苏法翔.发动机扭弯机油管附件盖注射模设计J.模具工业,2021,47(6):52-55.7 聂艳平,贺柳操.洗发液喷嘴瓶盖弯管与螺纹脱模机构及其注塑模具设计J.工程塑料应用,2019,47(2):76-81.8 马胜,饶攀,孙宽.一种弯管自动旋转抽芯脱模模具:中国,CN2021102614629P.2023-01-17.9 王连硕,王冬兰,邢伟荣.弯管模具的设计及工艺探讨J.山西机械,2000(3):61-62.10 刘跃.一种弯管模具的高效自动旋转脱模机构:中国,CN2022207693839P.2022-08-16.11 刘晋民.无增塑硬PVC冷弯管模具设计J.模具工业,1996,22(1):49-51.1.型腔板镶件 2.型芯镶件 6.第 2段圆弧弯管型芯 7.斜推杆 21.一次推出组合板 22.二次推出组合板 28.斜推座 29.推杆图5脱模机构S245