塑胶模具设计：模具圆弧抽芯注塑，搞懂原理真的不难
如图所示改圆弧抽芯产品为按摩仪上的索环，该按摩仪索环产品最大外形尺寸为57.50 mm x 54.10 mm x 25.10 mm，塑件平均胶位厚度2.70mm，塑件材料为PVC，缩水率为1.015，塑件技术要求为不得存在披峰、注塑不满、流纹、气孔、翘曲变形、银纹、冷料、喷射纹、气泡等各种缺陷，塑件成型中不得使用脱模剂。https://p3-sign.toutiaoimg.com/pgc-image/d8ae96076da349fdb5f3c397fa7dcee0~tplv-tt-large.image?x-expires=1973554682&x-signature=xzjGgClEhAusaUkCg3ksAYW%2BHyg%3D
从图1 可以看出，塑件主体造型近似牛角，中间带一圆弧形通孔，大端孔径ø6.50mm，牛角造型边缘是一个带孔的薄片。塑件中心的圆弧通孔，在水平面内其圆弧半径为R106，模具设计的难点在于此圆弧通孔的脱模。PVC 曾是世界上产量最大的通用塑料，应用非常广泛。在建筑材料、工业制品、日用品、地板革、地板砖、人造革、管材、电线电缆、包装膜、瓶、发泡材料、密封材料、纤维等方面均有广泛应用。
PVC 树脂是一个极性非结晶性高聚物，密度：1.380 g/cm3，玻璃转变温度：87℃，因此热稳定性差，不易加工。不能直接使用，必须经过改性混配，添加相关助剂和填充物才可以使用。而因添加的相关助剂和填充物的种类和分数的不同，这就决定了所制备的PVC 材料性能和要求是不一样的。我们通常称之为PVC 配方，严格说来是PVC 改性配方，而PVC 只有经过改性才能使用。改性方法主要是化学改性、填充改性、增强改性、共混改性以及纳米复合改性。改性基本原理就是通过添加物赋予材料功能或者提高某些性能。PVC 在加工时熔化温度是一个非常重要的工艺参数，如果此参数不当将导致材料分解的问题。 PVC 的流动特性相当差，其工艺范围很窄。
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图 1 按摩仪索环产品图
产品设计和模具设计上应注意以下几点：
1． 产品尽量不要有尖角或突变，厚度力求变化不大，以防止出现PVC 降解变质。
2． 模具应有足够的拔模斜度。
3． 模具的流道设计应尽可能采用浇口平衡。
4． 模具温度应有冷却水控制装置，使模温能在30℃~60℃之间可控。
5． 模具应表面光洁、镀铬防腐蚀。或采用不锈钢制造。
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PVC 材料有硬质和软质两种，硬质PVC 多用于下水管路、结构零件和建材等行业，软质PVC 多用于日用品、小家电和医疗等领域。所有的软质PVC 并不是同样的硬度。软质PVC 的硬度一般用邵氏硬度表示，数值越大，表示越硬。按摩仪索环产品采用硬质PVC 成型，其内部的圆弧通孔需要旋转模芯才能脱模。
确定模具设计方案时，首先需要确定开模方向。模具的分型面较为简单，是一个平面。经过分析，塑件尺寸较小，将塑件放倒至水平位置，在水平面内旋转内芯较为方便。在水平面内旋转，还是选择在竖直面旋转，要视塑件的尺寸和结构而定。淋浴头的花洒手柄结构较复杂，多采用在竖直面内旋转。
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根据塑件的尺寸和结构，塑件排位1 出2 较为方便。在模具中间部位，设计了4 穴椭圆形小塑件，组成家族式模具。熔融塑料进入分型面后，通过潜伏式浇口注塑。
圆弧通孔的内芯通过滑块圆弧抽芯来实现脱模。镶件7 通过圆弧内孔为滑块芯6 导向。滑块芯6 固定在滑块座8 上，滑块座8 沿着圆弧轨道滑动，带动滑块芯6 实现抽芯脱模。开模时，斜导柱10 带动大滑块座14 移动。滑块座8 依靠镶件13（连杆）带动。限位螺钉12 拧紧后，要确保镶件13（连杆）能够自由转动。开模后，塑件由手工取出，因结构原因，塑件外形不允许设计顶针。模具设计图见图2.
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该套模具思路新颖，结构设计巧妙，将复杂的圆弧抽芯问题简化为简单的滑块抽芯，有效地解决了生产难题，投产以来的生产实践表明，模具结构设计可靠，生产稳定，值得推广。
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图2 按摩仪索环模具图
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