第31卷第12期2017年12月
中国塑料
CHINA PLASTICS
Vol. 31，No. 12
王鑫，王静，杨林康，李立尧
(河南工程学院机械工程学院，河南郑州451191)
摘要：针对三板模仅适用于点浇口，两板模侧浇口浇注系统凝料需要后期人工去除的现状，以汽车雨刷用不完全齿 轮为例，将浇口设计为长度为2 m m，倾斜角度为30 °的短小侧浇口，成功实现了三板模的侧浇口进胶；通过大小拉杆组 合限位机构设计，实现了正确的开模顺序和距离。结果表明，该模具设计扩大了三板模的使用范围，实现了浇注系统凝 料与产品的模内自动分离，提高了生产效率，节约了人力成本。 分布式kvm关键词：三板模；侧浇口；不完全齿轮；限位机构；
中图分类号：TQ320. 66 文献标识码：B文章编号=1001-9278(2017) 12-0124-04
DOI：10. 19491/j. i s s n.1001-9278. 2017. 12. 022
Design of Three-plate Molds with Edge Gates
W A N G X i n，W A N G J i n g，Y A N G L i n k a n g，L I L i y a o (School of Mechanical Engineering，Henan University of Engineering，Zhengzhou 451191 ^ China)
CC数据Abstract：In general，the three-plate mold was only suitable for a point gate，and the artificial removal should be conducted for the freezing resin in the gating system of the two-plate mold with an edge gate.This paper reported a design of a three-plate mold with an edge gate for the partial gear on intermittent wipers.In this mold,the gate was designed as a short edge gate with a length of 2 mm and a tilt angle of 30 °.The mold opening was successfully performed in a correct order and distance through a design of the complex Umiting mechanism with big and small pull rods.This mold design extends the applicable range of the three-plate mold and realizes the automatic separation of injection-mold parts with the f reezing resin in the gating system，thus improving the production efficiency and saving the labor cost
Keywords：three-platemold；edge gate；partial gear；limitingmechanism
八-3-t__
〇刖言
与两板模模具相比，三板模模具可以通过模具的 多次开模，从而实现浇注系统凝料与产品的直接分离，避免了切除料头的后续工时，节约了人力成本，同时又 保护了产品，避免产品在去料头时的二次损伤，在模具 中的应用越来越广泛。但是三板模模具仅适用于点浇 口进胶的产品，而对于适合使用侧浇口、潜伏式浇口等 两板模常用浇口类型的产品并不适用，这也限制了三 板模的应用[13]。针对这一情况，本文以某汽车雨刷器 用不完全齿轮产品为例，通过对三板模进胶系统进行收稿日期=2017-09-15
联系人，haiyang630@163. com 改进，实现了对该产品的侧浇口进胶，同时又保证了浇 注系统凝料与产品在开模时的直接分离，提高了生产 效率，扩大了三板模的应用范围。
加热搅拌1产品结构
该产品为汽车雨刷器用不完全齿轮，材料为聚甲 醛(POM)，产品结构和尺寸如图1所示。不完全齿轮 的齿数为14，模数为2，其主要功能是雨刷器机构的分 度调节，没有外观要求，主要就是保证齿轮轮齿齿形的 成型一致性和轮毂部位的装配要求。分析产品结构，要达到这两点要求，塑件外表面并没有
合适的点浇口 位置，比较适合侧浇口进胶，进胶点选择在产品右侧轮 毂侧壁的中心处，如图1所示。这样进胶可以使塑料 均匀平衡的充填在齿轮轮齿上，保证每个轮齿的收缩
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和齿形一致，又能保证轮毂的成型精度M。同时为节
约后期人工切除料头的成本和时间，将模具设计成三
板模结构，在开模时自动将产品与料头分开。
33.8
7.5
浇口位置
(c)
(b)
(a)产品结构（b)产品尺寸（c)三维结构
图1不完全齿轮产品
F i g. 1Intermittent gear products
2浇注系统设计
zn21本次侧浇口设计，要保证两点要求，一要实现分模 时侧浇口凝料与产品分离，二要保证分模时侧浇口凝 料被分流道凝料顺利扯出，不发生断裂。根据实践经 验和反复试验，最终将侧浇口设计为与分流道成30 °倾 斜，长度仅为2 m m的短侧浇口形式，如图2所示。同时为保证安全扯出侧浇口凝料，在设计时，相对于分流 道尺寸，将侧浇口直径尺寸变小，半径缩小了 0.2 mm。而为了便于制造，本次将侧浇口设计在侧浇口镶件7 上，侧浇口镶件7通过螺钉固定在上模仁4上，如图3 所示。这样在开模过程中，侧浇口凝料就可以随其余
1一水口钩针2—主流道3—一级分流道4一上模仁5—塑件6—下模仁7—侧浇口镶件6—二级分流道
图2浇注系统设计
F i g. 2 Gate system design
图3侧浇口镶件
F i g.3S i de g at e i n se r t
浇注系统凝料留在定模部分，一并被取出。经过实验，成功的实现了上述两点要求。
其他浇注系统均参照三板模设计原则进行设计，尺寸如图2所示。其中水口钩针中心与二级分流道中 心一致，抓料高度设计为3 mm。二级分流道穿过定模 板和上模仁，但定模板和上模仁在加工过程中会产生 中心偏差，因此在设计二级分流道时，在两零件之间要 做偏移设计，从定模板到上模仁，二级分流道尺寸向内 偏移0. 2 mm，以保证二级分流道凝料可以顺利从定模 板和上模仁中拉出来[5]。
3限位机构设计
为保证三板模能够按顺序开模，必须要设计一套 限位装置，以精确控制相关各板的移动距离，保证产品 及浇注系统凝料的脱出。三板模有3个分型面，分别 在动模板与定模板、水口推板与定模板、水口推板与定 模座板之间，因此每个分型面都要设计限位装置。
定、动模板的分型设计有尼龙扣塞机构，只有开模 力大于尼龙扣塞对前模板的摩擦力时，模具才能够从 定、动模处分开。如图4所示，设计4个直径为16 mm 的尼龙扣塞均勻的固定在上模仁上，为了避免困气，在 尼龙扣塞的下方设计有直径为5 m m的逃气孔。
水口推板与定模板、定模座板之间的分型采用组 合式拉杆结构，即将小拉杆与大拉杆通过螺丝连接在
一起的形式，如图5所示。大拉杆限定水口推板与定
图4尼龙扣塞设计
F i g. 4 Nylon buckle
design
• 126 •
侧浇口进胶的三板模模具设计
-定模座板 -小拉杆-定模板
-大拉杆 -动模板
图5大、小拉杆组合设计
F i g. 5 Big and small pull rod composite design
模板之间的开模距离，根据要求，其开模距离应该大于
浇注系统总长度，再加上10〜20 m m 的安全距离，该模 具浇注系统设计总长度为92 mm ，故本次大拉杆的限 位距离设计为120 mm ，直径为13 mm 。小拉杆限定水 口推板与定模座板之间的开模距离，其开模距离要保 证分流道凝料脱离水口钩针的抓料头，使主流道凝料 脱离浇口套，而抓料头的高度设计为3 mm ，故小拉杆 的限位距离设计为8 mm 。
4
其他结构设计
顶出系统采用顶针顶出，根据产品的结构，沿产品 周边布局顶针顶出产品，顶针布局如图6所示，齿轮轮 齿周边布局3个直径为5 m m 的顶针，轮毂周边布局 4个直径为2.5 m m 的顶针。
冷却系统采用串联循环的水路分别对产品上下表
面进行冷却，冷却水路直径为6 mm ，如图7所示，上、 下模水路离产品高度分别为10 mm 和12 mm 。
真空磁悬浮列车图7冷却水路设计
F i g. 7 Cooling water design
5
模具装配和工作原理
从图8可以看出，该三板模共有3个分型面，按照开
1一锁扣2—尼龙扣塞3—水口钩针4一定位圈5—定模座板6—水口推板7—水路
8
—定模板9 一上模仁
10—下模仁11 一动模板12—垫板13—上顶针板14 一动模座板15—下顶针板16—支撑柱17—顶针
18—侧浇口镶件19 一复位杆20—螺钉21—螺钉22—小拉杆23—大拉杆24—顶出导柱
(a )主视图（b )侧视图
图8模具总装配图
F i g. 8 Mold assembly
drawing
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中国塑料
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模顺序依次开模。当塑料在模具型腔中冷却固化后，模 具在开模力的作用下开始开模，由于侧浇口比较短小，与 产品连接力较小，模具首先沿着第一个分型面开模，开模
距离由大拉杆23进行限位。第一次开模时，浇注系统凝 料与产品在侧浇口处实现分离，整个浇注系统凝料留在 定模部分。当大拉杆23与定模板8接触后，不能再移 动，此时模具在开模力的作用下，沿着第二个分型面打 开，二次开模的限位距离由小拉杆22决定，这次开模实 现了分流道凝料与水口钩针3的分离，保证整个浇注系 统凝料能够从模具中取出。当小拉杆22接触到定模座 板5时，小拉杆22不能再移动，此时模具在开模力的作 用下，克服尼龙扣塞2的摩擦力，沿着第三个分型面进行 开模，打开一定距离后，模具的顶针17在上下顶针板13 和15的带动下，将产品从模具中顺利顶出。
吸油剂
如图9所示为该产品的计算机辅助工程(CAE )分 析模型和充填结果，雨刷器用不完全齿轮能够进行正 常的填充，并且产品齿部充填时间较为同步，没有过保 压现象，能够保证齿形成型精度一致。
(a)分析模型（b )充填结果
图9
分析模型和充填结果
Fig. 9
Analysis model and filling result
计，实现了三板模的侧浇口进胶，扩大了三板模的使用 范围，同时又实现了侧浇口进胶模具浇注系统料头与 产品的自动分离；
()通过尼龙扣塞和大小拉杆组合设计，确保模具 能够按照正确的开模顺序和开模距离进行打开；该模 具设计节约了人力成本，提高了生产效率；经C A E 分 析和实践证明，模具结构简单可靠，可以满足生产的要求。参考文献：
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6
结论
(1)通过侧浇口镶件和三板模浇注系统的改进设
46-48[]
王静，曹伟峰，王鑫.注塑模具设计基础[M ].北京: 电子工业出版社，2013:123-138.
《泡沬塑料—
法规、工艺和产品技术与发展》简介
自20世纪60年代以来，聚合物泡沫塑料技术已经发展成为一项稳固的产业，几乎影响了现代生活的各个方面。泡沫塑料行业已 经渡过了 70年代的能源危机，解决了 80年代的臭氧问题和90年代的回收/再利用问题。但是，发展和社会环境前进的步伐又在迅速 变化，将关注点更加坚定地聚焦在性能、可持续发展资源和能源安全上。《泡沫塑料
法规、工艺和产品技术与发展》一书不仅探索
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(2) 探索发泡注射成型领域的创新产品开发和新技术；
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Developments inRegulation，Process andProducts(作者：Shau-TangLee，Dieter Scholz)的中译本，由北京工商大学材料与机械工程学
院轻工业塑料加工应用研究所张玉霞、王向东翻译，由化学工业出版社于2011年8月出版
。
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