箱类模具滑块设在定模上的技术优势探讨
杨仿育
(杭州职业技术学院,浙江杭州310008)
摘要:论述了传统的周转箱模具滑块设在动模及定模的优缺点,介绍了周转箱模具滑块设在定模的关键技术要求和设计要点以及滑块位置动作分解和分析,实践证明,模具滑块设在定模可以使产品取出方便,提高了生产效率,减轻了劳动强度。
关键词:周转箱;定模;滑块;分型;斜导柱
中图分类号:TQ320.662文献标识码:B文章编号:1001-2168(2007)10-0058-04
1引言
塑料周转箱是一种广泛使用的塑料制品,因为塑料刚性不足的原因,塑料周转箱一般都设计有加强筋,所以周转箱模具要设计成4个滑块四面打开的结构,以便能够取出产品。传统的周转箱模具,无论是中框式单边锁模还是动、定模板双边锁模,或是直通式大浇口进浇,或多点式浇口进浇,基本都采用把4个滑块设在动模的结构。随着液压缸和热流道技术在模具上的应用,滑块设在定模也成为一个可选择的设计,下面讨论滑块设在定模的技术可行性和适用范围。
2滑块位置动作分解和优缺点分析
滑块设在动模时模具动作过程:合模状态(见图1(a))→开模,打开分型面,滑块和动模运动到最终位置(见图1(b))→在液压缸推动下,顶出滑块,产品从型芯推出,产品和滑块脱离(见图1(c))→取出产品(见图1(d))→合模→液压缸退回、滑块复位→动模运动并与定模闭合→锁紧模具。
滑块设在定模时模具动作过程:合模状态(见图2(a))→打开分型面到预分型位置(见图2(b))→型芯与产品脱离,动模到最终位置停止(图2(c))→在液压缸推动下,滑块运动并与产品脱离(图2(d))→取出产品(图2(e))→合模→液压缸退回,滑块复位→动模与定模闭合→锁紧模具。
从图1、2所示动作过程可知,周转箱模具滑块如果设在动模上,开模时,动、定模在分型面分离,动
模到达开模终止位置后,产品脱模是在液压缸的顶出推力和斜导柱作用下,滑块既做径向运动,使滑块与加强筋分离,同时又做轴向运动,使产品脱离型芯。当滑块与加强筋分离后,产品脱离型芯的轴向运动就会停止。所以要保证产品顺利取出,就必须根据加强筋的宽度与脱模长度比值来设计斜导柱角度,也就是说斜导柱角度受加强筋宽度的制约。以加强筋宽度15mm,高度300mm的产品为例,要完全使产品和型芯脱离,斜导柱的角度只能取2.86°,而液压缸活塞杆长度就要达到300 mm以上。但是考虑注塑机开模距离的限制,液压缸活塞杆长度和安装以及生产效率等因素,实际设计斜导柱的角度不能太小,一般斜导柱角度设计成4°左右,这往往会出现脱模不充分现象,产品顶出不完全或者没有顶到位,造成取出产品困难,增加了工人的劳动强度,降低了生产效率。
周转箱模具滑块设在定模的情况是,开模时,滑块(液压缸)和产品在包紧力的作用下随型芯同步运动,在滑块与加强筋还没有分离的预分型位置,滑块和产品停止运动。型芯在动模轴向运动带动下继续运动,先从产品中抽出,然后在液压缸顶出推力和斜导柱作用下,滑块和加强筋分离。这种情况下设计斜导柱角度可以不考虑滑块要使产品从型芯脱出的功能,斜导柱角度可以设计得比较大,只要能保证滑块与加强筋分离即可。产品完全脱离型芯后取出就会变得很轻松,达到了缩短取产品时间,提高生产效率,减轻劳动强度的目的,因此采用周转箱模具滑块设在定模的方法很符合现代工业以人为本的设计和管理理念。
3技术要求
在生产过程中,模具刚打开初始阶段,滑块和型芯是紧密接触的,这时如果将型芯从产品中抽出容易造成型芯和滑块相互摩擦产生模具擦伤。合模时也是一样,如果滑块先进入锁模位置,然后型芯再插入,也很容易造成型芯和滑块擦伤。滑块设在定模的理想动作应该是,开模时,滑块在导柱作用下先运动一段距离,即预分型距离,使滑块和型芯有分离的距离(即要滑块和产品加强筋不能分离,又要保证滑块和产品加强筋之间的力能使型芯顺利从产品中抽出),这时滑块停止运动,型芯继续做轴向运动,直到从产品中抽出。滑块再次运动,使滑块与产品加强筋分离。合模时,滑块在液压缸控制下运动到预分型位置与滑块复合,然后型芯和滑块一起运动到锁模位置高压锁模,这样型芯和滑块就不会造成擦伤。
从以上分析可以看出,确定合适的型芯与滑块
 分离距离和采用合适的方法控制滑块动作顺序是周转箱模具滑块设在定模的关键。
确定合适的型芯与滑块分离距离主要是为了保证型芯与滑块在型芯从产品中抽出时不会造成两者发生摩擦。从理论上讲,型芯与滑块的分离距离越大越能保证两者不会摩擦,但是型芯与滑块的分离距离太大,在型芯抽出产品时,可能会因为产品加强筋与滑块接触面太小造成加强筋变形,或因滑块与产品加强筋的拉力不够,造成产品没有抽出型芯而随型芯运动。如果型芯与滑块的分离距离太小,又很容易因为模具锁模变形释放,滑块和导柱的间隙变化、设备运行时的跳动和震动造成型芯与滑块分离不彻底发生摩擦。模具设计时型芯与滑块分离距离取2mm,这样既考虑了模具的锁模变形释放、滑块和导柱的间隙、设备运行时的跳动和震动,又加入了一定的安全系数。如果产品的加强筋宽度为10mm,加强筋与滑块还有8mm的接触,完全可以做到型芯与滑块完全分离,同时也可以保证滑块与产品加强筋的拉力足够让型芯从产品中抽出。
确定了型芯与滑块的分离距离,只要再确定斜导柱的角度就可以计算出预分型距离。从提高生产效率来讲,斜导柱角度越大,产品脱出滑块的时间越短。但是斜导柱角度太大,液压缸安装困难,斜导柱受力状况不好,容易发生斜导柱折断;斜导柱角度太小,顶出距离长,生产速度就慢。综合考虑后,斜导柱角度取11°~12°,这样就可以计算出预分型距离为:
Y=X/tanα
式中:Y———预分型距离;X———型芯与滑块的分离距离;α———斜导柱角度。
控制滑块动作顺序可以采取以下2种方法:
(1)采用电气控制液压缸动作。开模时,电气控制液压缸上的滑块和型芯一起运动到预分型距离,液压缸停止运动,直到型芯完全抽出产品,电气控制液压缸继续推动滑块运动,直至滑块与产品完全分离。这个方法要求电气控制精度很高,在运动到预分型位置的过程中,要保持液压缸和滑块的运动速度与型芯的运动速度同步,才能保证滑块与型芯不发生摩擦。考虑到目前大多数注塑机电气控制精度不高,不推荐这种方法。
(2)采用机械滑槽长度控制预分型距离,采用电气控制液压缸使滑块和产品分离。根据液压缸缸体连接滑块、液压缸活塞杆连接定模板的特点,在定模板上开设1条让液压缸活塞杆可以运动一段距离的滑槽。开模时,滑块(液压缸)和产品在包紧力的作用下随型芯同步动作,液压缸活塞杆在定模板的滑槽中滑动一段距离,也就是预分型距离,滑块(液压缸)停止运动,型芯继续运动,从产品中抽出,然后在电气控制下,液压缸顶出滑块,使产品与滑块分离。该方法机械定位准确,电气控制与滑块设在动模时一样,对注塑机没有特殊的要求,是一种简单、易行的方法。
4结束语
周转箱模具滑块设在定模比较适合的情况是,箱子高度比较高,加强筋宽度比较小,产品结构比较复杂或产品不容易从型芯取出等。周转箱模具滑块设在定模的关键是选择合适的预分型距离和采用合适的方式控制滑块的动作顺序。一般来说,型芯与滑块的分离距离取2 mm,斜导柱角度控制在11°~12°,预分型距离10~15mm为宜。控制滑块的动作顺序以采用机械的滑槽长度控制预分型距离,液压缸再顶出滑块的方法较好。
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