玻璃升降手柄注射模设计

    西安国营黄河机器制造厂工模具公司（陕西西安710043）    牛俊亮

  【摘要】对玻璃升降手柄的结构特点和成型工艺进行了分析，重点对模具结构和设计思路进  行了系统的分析。牛产的塑料制品质量稳定，达到了设计和使用要求。

  关键词  升降手柄  斜导柱  滑块浇注系统注射模

1  制品工艺分析

    升降手柄是汽车上用来升降玻璃的手柄，因此该零件要求有足够的强度和刚性，能传递一定的扭矩，要求表面光整，制品成型后辅助工作量应尽量少。升降手柄由改性ABS材料注射成型，其尺寸与形状如图1所示。

    升降手柄的一端为台阶孔，与手柄头配合，保证装入手柄头后手柄头能够转动但不能摆动，升降手柄的另一端为带门凸纹的孔，与汽车玻璃升降机构配合，制品上有两个1.6mmx9.6mm方孔，供装卡簧使用。

    升降手柄的特点是生产的批量大，虽然制品尺寸不大，但分型面不在一个平面上，另外由于有两个1.6mmx9.6mm的方孔，所以成型后需要侧抽芯机构制品方能从模具中脱模，第三点是制品的大端是不通孔的凹凸纹，所以在模具设计中必须采用组合型芯，才便于型芯加工，便于模具的维修。

2  模具结构分析与模具工作过程

2.1  模具结构分析

    根据塑料制品的工艺分析，注射模绪构如图2所示，通过分析图2模具结构可知，升降手柄注射模的主要功能结构由成型零部件、合模导向机构、浇注系统、顶出机构、温度调节系统、侧向抽芯机构以及支承零部件组成。

2.1.1  成型零部件

    成型零部件主要由制品的几何形状与尺寸精度、表面粗糙度和一些特殊要求决定。因此要求成型零部件加工性能要好，便于装配、便于维修、经济性好。从图2中知成型零件由定模16与动模13组成成型门模；外型芯14、内型芯15、下模芯18、上模芯19组成成型凸模。定模16与动模13组成的门模的尺寸精度与形状决定制品的外形；外型芯14、内型芯15、下模芯18、上模芯19组成的凸模的尺寸精度与形状决定制品的内部形状与尺寸精度。

2 .1.2合模导向机构

    合模导向机构主要是用来保证动模、定模、内型芯、外型芯、上模芯、下模：薛之间的准确的相互位置，以保证制品的尺寸精度和形状，并避免模具中的零件发生碰撞和干涉。导套22、导柱23为模具中的导向元件，导套导柱的配合为H7/f7，导柱与导套装配同轴度要求小于O.Olmm。导柱采用20钢渗碳淬火50～55HRC。导套采用45钢淬火45～45HRC。导套内孔表面硬度应低于导柱工作表面的硬度，这样可以改善两者乏间的摩擦情况，防止导柱或导套被拉毛。

2 .1.3  浇注系统

    根据塑料制品的结构分析，从图2中可以知道，本注射模采用的是一模二腔的结构形式，浇注系统是指塑料熔体从注射机喷嘴出来后，到达模腔之前在模具中所流过的通道。其作用是将熔体从喷嘴平稳地输送到模腔，并在熔体充模和固化定型过程中，将注射压力和保压力充分传递到模腔的各个部位，以获得组织致密、外形清晰、表面光洁和尺寸精确的塑料制品。因此在一模多型腔成型时，如果熔体到达各模腔的时间有差异，即么熔体最先到达的那个型腔将很快被填充完毕，可是其它型腔尚未填充满，此时作用于熔体的只有克服熔体流动的阻力所必需的压力，即在熔体填充时，熔体压力是不高的，只到各型腔填充结束后，成型压力才会急剧升高，当熔体一旦停止注入型腔，浇口就开始冷凝，最先填充完毕的型腔尚未达到规定的成型压力，浇口就已冷凝硬化，这样就得不到尺寸正确的物理性能良好的制品。为了防止发生这种现象，必须对浇口进行平衡，使各浇口在同一时刻开始和结束对型腔的填充。这就是注射模浇注系统的平衡设计，判断浇注系统是否平衡，可采用BGV的浇口平衡值来进行粗略估算。如果各个浇口计算出的BGV值相等，则可判定浇口系统基本是平衡的，反之浇口系统就不平衡。为了使浇注系统平衡，可根据实际情况对浇口和流道的截面积与长度进行设计调整，直到浇注系统各浇口的BGV值完全相等，浇注系统就达到了平衡。

    上式表明，流道达到平衡，浇口才易于达到平衡。因此在考虑浇口平衡设计时，应首先考虑流道的平衡。下面就升降手柄注射模浇口系统平衡计算如下：从图2中可知，模具中有两个形状和尺寸完全相同的模腔，各浇口均为长方形狭缝。

2 .1.4顶出机构

    顶出机构是将塑料制品脱出模腔的装置，其结构形式很多，本模具结构中采用的是推秆顶出。件4、件5、件24为推杆，共计16根，分别固定在顶板9、固定板11上，其固定板上的孔径可比推杆大0.3～0.5mm。顶板9与固定板11通过推板导柱8、导套10来保证其在模具中的准确位置。同时在固定板11上还装有复位杆3和拉料杆25。复位杆3的作用是在模具闭合时避免推杆与模具型腔碰撞，使推杆在与模具型腔碰撞之前提前复位。拉料杆25的作用是在模具开启时，将制品留在动模上，最后由推杆将制品顶出。

2 .1.5  温度调节系统

    在模具中设置温度调节系统的目的是为了满足塑料制品成型对模具的温度要求，以保证塑料熔体的充模和固化定型。在模具结构中的温度调节是通过水嘴27、密封圈26与开设在定模16、动模13中的水道来实现的。

2 .1.6侧向抽芯机构

    侧向抽芯机构的种类很多，图2模具结构中采用的是斜导柱式侧向抽芯机构。斜导柱式侧向分型机构是利用斜导柱、滑块等传动零件，把垂直的开模运动传递给滑块，使之产生侧向运动来完成分型与抽芯动作。该机构的特点是结构紧凑，动作安全可靠，加工制造方便，成本低。因此斜导柱抽芯机构是注射模设计中最常用的一种侧向分型与抽芯机构。

    本注射模的侧向分型与抽芯机构是由滑块2、弹簧29、限位钌30、滑板31、固定销32、斜导柱33与导轨1组成。由图3可计算抽芯机构的各参数。

    (3)滑块设计。

    滑块是斜导柱侧抽芯机构中的一个主要零件，它将与滑板连接，完成侧抽芯运动。注射成型零件的两侧方孔的形状与尺寸均由它的运动精度来保证。由于滑板是薄片型芯，所以采用嵌装和销钉的固定方式。由于滑板在抽芯运动中，始终在件14外型芯滑槽中运动不脱离，因此在滑块固定滑板的槽上下各大0.2mm，这样做的目的是避免滑板在运动中受装配和加工精度的影响受力。

    (4)压紧块的设计。

    压紧块的工作面是斜楔面，楔角3=ce+3。=15。+3。=180，选择这一角度是为了保证斜楔面能在合模时压紧滑块，而在开模时又能迅速脱开滑块，以避免压紧块影响斜导柱对滑块的驱动，压紧块的形式多样，本注射模采用的是整体式，即在定模16上装4个压紧块，这样压紧可靠，能承受较大的侧向力。但加工性不经济。

    (5)定位装置的设计。

    定位装置是在开模过程中用来保证滑块停留在刚刚脱离斜导柱的位置，不发生任何移动，以避免再次合模时斜导柱与滑块碰撞，并能准确地能将斜导柱插进滑块的斜孔中。本注射模是依靠弹簧、限位钉将滑块停留在规定的位置。

2.2模具工作过程

    开模时动模13向后运动，安装在定模板上的斜导柱33分别拔动4个滑块向外运动，滑板31在渭块的带动下向外运动，侧抽芯动作完成。动模继向后运动，斜导柱与滑块脱离，滑块运动到限位钉30的位置，限位钉在弹簧29的作用下将滑块位置限定，最后推杆将塑料制品推出动模。

    合模时定模16首先与复位杆接触，使推杆复位，动模继续向前运动，斜导柱33准确插入滑块的斜孔中，拔动滑块运动，将滑板带动到准确的位置，最后压紧块将滑块压紧，注射模具备注射条件。

3  结束语

    升降手柄注射模经过几个月的生产，注射出的塑料制品完全符合产品图纸和装配要求，改变了台阶一端由于伸入定模中长度长，产品件留在定模中的难题，提高了生产效率和塑料制品的质量。