冷卻彎管是自動化加工機床上一個重要部件。高速運轉的機床在加工鋼件時，溫度升高會使刀具性能下降， 適當的冷卻是保證加工順利進行的有效手段。冷卻彎管內部通過低溫高壓氣流來冷卻刀具。冷卻彎管產品圖見圖 1，產品最大外形尺寸為 209.80 mm x101.80 mm x 53.23 mm，塑件平均膠位厚度 3.20 mm，塑件材料為 PC，縮水 率為 1.006，塑件質量為 70.38 克。塑件技術要求為不得存在披峰、注塑不滿、流紋、氣孔、翹曲變形、銀紋、冷 料、噴射紋、氣泡等各種缺陷。
圖 1 冷卻彎管產品圖
從圖 1 可以看出，塑件造型為空間扭曲圓管，底部有安裝法蘭，利用兩個通孔可以固定在機床上。冷卻彎管 在空間兩個方向扭曲，造型極不規則。因此，塑件的模具設計具有很大的難度。
由於模具設計的圓弧抽芯和塑件頂出都存在難度，塑件法蘭處外形也同樣需要抽芯，模具機構複雜，模具排 位只能採取 1 出 1，模具設計圖見圖 2. 模胚為非標模胚 CH4550 A120 B120 C250；前後模仁利用虎口實現互鎖。 前後模都設計了回針，前模回針碰後模回針使後模的兩層頂針板回位。前模回針伸入後模，後模回針較短，這樣 設計不會影響到塑件取出。
塑件長度較長，熔融塑料的流程較長，澆口選擇在塑件口部直徑變細處兩點進膠。澆口為潛伏式澆口，無需 人工修剪。熔融塑料從主流道進入分型面後，沿著圓弧分流道進入到塑件口部直徑變細處，從圓弧芯的頂部繞過 到達塑件另一側。
塑件底部法蘭處形成倒扣，需要設計哈夫滑塊抽芯，此滑塊用斜導柱 1 和斜導柱 2 驅動。冷卻彎管的內部芯 子需要近似分為兩段，口部的一段近似作為圓弧利用滑塊抽芯；兩段內芯的結合處設計錐臺互鎖定位。見圖 3.底 部的圓弧內芯連接在直頂 23 上。
口部的圓弧利用油缸驅動滑塊抽芯來解決。拉桿 10 固定在油缸活塞桿上。導向塊 12 安裝在拉桿 10 的 U 型 槽中，上下墊有銅片。拉桿 10 帶動導向塊 12 圍繞定位棒 15 擺動旋轉，從而帶動圓弧芯子實現抽芯。
模具設計的另一個難點是塑件的頂出。口部的圓弧抽芯完成後，塑件仍然留在後模中，底部的圓弧抽芯尚未 完成。經過分析，塑件的頂出和底部圓弧抽芯結合在一起考慮。底部圓弧抽芯可以利用前述的類似機構來實現抽 芯脫模，也可利用圓弧齒輪擺動來實現抽芯。 實際模具設計中，設計了更為簡單的抽芯脫模方式。即利用二次頂出來實現塑件脫模具。該二次頂出機構有 兩層頂針板。水口頂針 22 和直頂 23 固定在底層頂針板上；斜頂則安裝在頂層頂針板上。上下兩層頂針板設計有 導向中託司，其運動控制利用扣機 9 實現。
模具頂出系統設計為歐洲模具風格，即強拉強頂，回針上不裝彈簧。注塑機頂棍頂出上層頂針板，上層頂針 板通過扣機帶動下層頂針板。因此，頂出開始時，水口頂針、直頂和斜頂一起頂出，塑件脫離後模一段距離。此 時，底部的圓弧抽芯尚未解決，圓弧芯子連接在直頂上。到達行程後，扣機鬆開，下層頂針板停止運動，塑件和 直頂靜止不動，上層頂針板上的斜頂進入塑件的底部，推動塑件繞後模圓弧芯子旋轉實現脫模。 兩段圓弧芯子通過直頂和滑塊都設計了冷卻運水，保證模具的正常注塑生產。
圖 2 冷卻彎管模具圖
3 圓弧芯對接圖
2020.3.16
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