注塑件形体分析中的障碍体要素

2023-06-30 理论教育版权反馈

【摘要】：模具结构设计时，需要针对注塑件上所存在的“障碍体”要素，严格地对模具的结构方案进行可行性分析与论证，以确保模具结构方案的可行性。故在注塑件结构设计时应尽量做到消除这样的“障碍体”。若确实是注塑件形体功能上的需求，必须有“障碍体”存在，则须充分地考虑“障碍体”对模具结构和加工的影响。此外，为了使注塑件在脱模时能够滞留在有脱模机构型面上的实体，也可称为“障碍体”。

模具结构设计时，需要针对注塑件上所存在的“障碍体”要素，严格地对模具的结构方案进行可行性分析与论证，以确保模具结构方案的可行性。注塑件上的“障碍体”可以反映到模具的型面上，模具型面上的“障碍体”又会影响到模具的型面能否加工得出来，会影响到注塑件能否顺利脱模，也会影响到模具能否顺利进行开、闭模和抽芯运动，还会影响到注塑件能否滞留在有脱模机构的型面上。

在对与注塑件上的“障碍体”相对应的模具型面进行加工时，除了可用四轴或五轴加工中心，用其他加工方法（如铣削、三轴加工中心和线切割等）都是无法加工出模具型面上的“障碍体”的。因此，除了为使注塑件在脱模时具有较大的脱模力，并能够使注塑件在强制脱模的状态下滞留在有脱模机构的型面上，模具型面或注塑件上可保留适当的“障碍体”之外，一般情况下是不允许留有“障碍体”的。当然，不排除采用模具型面镶嵌结构和模具抽芯结构来避开模具型面上“障碍体”的影响。但这样做会使模具结构复杂化，而且有时还是无法采用模具结构来有效地避开模具型面上的“障碍体”。故在注塑件结构设计时应尽量做到消除这样的“障碍体”。若确实是注塑件形体功能上的需求，必须有“障碍体”存在，则须充分地考虑“障碍体”对模具结构和加工的影响。

1.“障碍体”

“障碍体”是留存在注塑件上，也可复制在模具型面上的一种几何体，它们的存在可以从注塑件的图样或造型上找到。它能够阻碍注塑件的脱模运动，抽芯运动，开、闭模运动，是可用四轴或五轴数控铣床加工的一种实体，如图2-1所示。此外，为了使注塑件在脱模时能够滞留在有脱模机构型面上的实体，也可称为“障碍体”。行业内有将“障碍体”定义为“暗角”“内扣”或“倒扣”的，这种定义具有一定的局限性，许多模具的结构形式无法利用其得到合理的解释。

【例2-1】球形注塑件“障碍体”对脱模的影响如图2-1a所示。当选取的分型面Ⅰ—Ⅰ如图2-1b所示时，根据“障碍体”的判断线，定模1的型腔中存在着弦高h>0的“障碍体”，它使得注塑件滞留在定模1的型腔中而无法脱模，但模具能够正常地开启和闭合。当选取的分型面Ⅰ—Ⅰ如图2-1c所示时，在动模2的型腔中存在着弦高h>0的“障碍体”，注塑件在动模2型腔中也无法脱模，但模具能够正常地开启和闭合。可见，当分型面Ⅰ—Ⅰ选取的位置不当时，将会导致注塑件无法脱模。当选取的分型面Ⅰ—Ⅰ如图2-1d所示时，定、动模型腔中的注塑件“障碍体”高度h=0，所以对注塑件的脱模和模具分型均无影响。

【例2-2】手柄“障碍体”对开、闭模的影响如图2-2a所示。如按图2-2b所示的Ⅰ—Ⅰ分型面进行分型，定模与动模型腔中都存在着“障碍体”，“障碍体”的高度h>0，显然定、动模都无法开启。在此种状况下若强行分模，只会将注塑件拉伤。若按图2-2c所示的分型面Ⅰ—Ⅰ进行分型，则定模与动模型腔均可消除“障碍体”，定、动模的开启和闭合以及注塑件的脱模均不会受到影响。

图2-1 球形注塑件“障碍体”对脱模的影响

a）注塑件 b）错误：定模h＞0 c）错误：动模h＞0 d）正确：定模h=0，动模h=0

1—定模 2—动模 3—型芯 Ⅰ—Ⅰ—分型面 h—“障碍体”高度

图2-2 手柄“障碍体”对开、闭模的影响

a）手柄 b）错误：定模h＞0，动模h＞0 c）正确：定模h=0，动模h=0

1—定模 2—动模 3—型芯 Ⅰ—Ⅰ—分型面

根据上述两例可知，注塑件上的“障碍体”最终会影响到注塑件的脱模，模具的开、闭和注塑件的抽芯运动。“障碍体”还会影响定、动模型腔成型面的切削加工。图2-2b所示的定模和动模型腔，只能采用四轴或五轴加工中心加工。而图2-2c所示的定、动模型腔采用普通铣床或三轴加工中心加工即可获得。因此，“障碍体”不仅会阻碍模具正常工作，而且还会增加模具的加工成本。

2.“障碍体”的结构形式

“障碍体”有凸台、凹坑、暗角、内扣和内、外弓形高等形式，如图2-3所示。凸台和凹坑形式的“障碍体”比较容易被观察到，而暗角和弓形高形式的“障碍体”则很难被观察到。凸台、凹坑和内、外弓形高形式的“障碍体”，如图2-3a所示，暗角形式的“障碍体”如图2-3b所示。

3.“障碍体”的作用

注塑件图样型面上的“障碍体”，最终是要转换到模具图样型面上去的。模具图样型面上的“障碍体”对注塑件在成型过程中的开、闭模运动，抽芯运动和脱模的作用如下。