二次抽芯机构优化范例17后视镜外壳

此副模具的产品是一款轿车后视镜的外壳，如图5-86和图5-87所示。从外观来看，此产品表面光顺，结构简洁，并无特殊之处，但从模具设计的角度进行全面分析后，会发现，此副模具的结构难度和设计难度极高。

首先来看图5-86所示的两个卡扣和两个卡槽，这4个位置在模具结构上必须使用斜顶抽芯，当然这不是此例的难点，其难点在整个圆圈内部的区域。从图中可以看出，整个圆圈内部几乎为封闭状态，6个方向有4个封闭，虽有两个方向未封闭，但只有其中一个方向能勉强出模，而此方向和模具的开模方向垂直，所以只能使用滑块抽芯；再者，在图5-89中，指引线4所指圆圈内，有一个半封闭的卡槽，此卡槽在模具结构上必须使用滑块机构，因此，此方向必须使用滑块抽芯，由于此区域结构特殊，滑块的位置受产品形状限制，最终还应进行综合考虑。

再看图5-87产品的正视图。图中指引线1所指之处，有一条很长很深的沟槽，一直延伸到产品内部深处图5-88中的指引线2所指之处。指引线1所指的这段沟槽，在产品外面，很容易出模，直接利用前模型腔便可成型；而指引线2所指的这段沟槽，则很难出模，由于沟槽开口向上，且处于产品内部深处，若要顺利脱模，此处必须有一个向上运动的滑块。

图 5-86

图 5-87

图 5-88

图5-89为图5-86圆圈处的局部切图。图中大箭头所指的方向正是滑块要抽芯的水平方向。从此视角可以看出，指引线3所指的区域，内壁向上拱起，由于此方向有一个滑块向外抽芯，此区域则成了倒扣，若要顺利脱模，此处必须有一个向下运动的滑块，那么，此位置则出现了3个滑块互相干涉，因此，必须使用二次抽芯机构。模具详细结构如图5-90和图5-91所示。

从模具结构图可以看出，此例滑块的抽芯方向是倾斜的，受产品的结构限制，只能设计成倾斜的才能顺利脱模。由于滑块的行程较大，斜导柱机构无法满足需要，因此，此例使用了液压缸抽芯。在本书第2章内容中已讲过，使用液压缸抽芯时，一般应使用行程开关来控制液压缸的动作，特别是滑块底部有顶针或斜顶时，必须使用行程开关。而本例滑块底部刚好有一个直顶块，所以滑块的行程和动作必须安全可靠，因此，本例使用了一种感应式液压缸。感应式液压缸可简化很多滑块结构，否则，滑块上还要另外安装行程开关和固定机构，使滑块结构更加复杂。另外，本例液压缸机构的固定方式也较巧妙，值得借鉴。

图 5-89

图 5-90

图 5-91

图5-92是滑块机构的完整装配图，图5-93是拆除上下两个小滑块后的视图，从这两个视图可以看出，滑块机构由以下10个零件组成：大滑块1、小滑块2、小滑块3、限位拉杆4（2个）、限位钩5、挡块6、限位块7、燕尾块8（上下各一件）、弹簧9、限位块10。其运动原理是：开模后，液压缸带动大滑块1向后运动，两个小滑块在两个弹簧9的作用下保持不动（其实是在和大滑块作相对运动），并在两个燕尾块的带动下，向滑块内部收缩，开始抽出上下两侧的倒扣和沟槽；当大滑块行程至预定行程后，上下两侧的小滑块已完全脱出了倒扣和沟槽，此时，限位拉杆4开始限位，大滑块1开始带动两个小滑块一起向后运动，最终完成全部的抽芯动作。图5-94为整个滑块机构完成抽芯后还未复位的状态。

图 5-92

1—大滑块 2、3—小滑块

图 5-93

4—限位拉杆 5—限位钩 6—挡块 7、10—限位块 8—燕尾块 9—弹簧

关于此例滑块的运动原理，需注意的问题就是滑块运动的安全问题。当大滑块1在液压缸的带动下开始向后运动时，两个小滑块保持不动并向中间收缩。从表面上看，大滑块和小滑块间的相对运动是依靠弹簧9的力量完成的，但是，此例的两个小滑块体积较大，两个弹簧在经过长时间工作后必然发生疲劳而失效，因此，当大滑块刚开始运动时，两个小滑块会随着大滑块运动，最终将产品拉坏，所以，小滑块的运动必须有非常安全的保险机构来控制，否则，单靠弹簧的力量会有一定风险。另外，从图5-94可以看出，当滑块机构完成全部抽芯后，两个小滑块一直处于收缩状态，那么，在大滑块开始合拢时，必须有一个机构来控制两个小滑块安全复位。

图 5-94(www.xing528.com)

针对以上的两个问题，本例进行了安全设计。首先针对小滑块3，在小滑块3下面设计有限位块10，如图5-91所示。限位块10专门控制小滑块3的打开，起安全作用。当大滑块1开始向后运动时，小滑块3在限位块10的阻挡下被迫向上运动，即使没有弹簧，小滑块也必须向上运动，直至完全脱离沟槽和限位块后，才能和大滑块一起向后运动。

然后是小滑块2。在小滑块2上面，紧固了一个挡块6，如图5-95所示。挡块6和图5-96中的限位块7、限位钩5配合使用，相辅相成，缺一不可，图5-97即二者的装配状态。它们的动作原理是：当大滑块1开始向后运动时，挡块6被限位钩5紧紧钩住，迫使小滑块2向下运动，直至小滑块2完全脱离上面的倒扣和限位钩后，才能和大滑块一起向后运动；相反，当滑块复位时，限位块7紧紧挡住挡块6直至完全复位。因此，此机构共有两种功能，对滑块的打开和复位，均起重要的作用。

图 5-95

图 5-96

图 5-97

图 5-98

图5-98为两个小滑块在产品中静止的状态。图中圆圈内所示为产品沟槽的一部分。从图5-88中可以看出，沟槽深处最前端有一段向右的弯曲，给此副模具结构设计带来了很大难度，虽然使用了二次抽芯机构，仍无法解决此处的出模问题，原因是此处高度空间太小，若将小滑块3做在最前端，则小滑块3的高度行程就远远不足，则导致整个滑块机构无法脱模，为此，本例在此处另外设计了一个直顶块11，如图5-99和图5-100所示。

图 5-100

11—直顶块 12—顶板 13—底板 14—面板

图 5-99

此副模具虽然在结构上大费周折，勉强解决了出模问题，但是，最终仍无法实现自动脱模，原因是由于直顶块11。从图5-100中可以看出，直顶块11虽然有利于沟槽的出模，但是，在直顶块侧面和上面的圆弧以及直顶块下面的沟槽，将直顶块卡住，直至产品被顶出模具后，产品仍卡在直顶块上，由于还有其他4个斜顶的干涉，产品无法取下，为使产品能顺利从直顶块上取下，本例使用了二次顶出机构（二次顶出的相关知识，本书第7章有专门介绍，本例只作简要介绍）。模具详细结构如图5-100和图5-101所示。

图 5-101

二次顶出机构的运动原理是：当滑块机构完成全部抽芯后，顶出机构开始运动，顶板12在注塑机的顶出下，推动所有顶出机构同时向前运动，当行至L距离时，顶针面板14和底板13在二次顶出机构的控制下停止运动，固定在面板14上的4个斜顶也完成了抽芯，停止了运动，此时，产品仍无法取出，因为有4个斜顶和一个直顶紧紧地支撑着，使产品无法活动；继续顶出，顶板12带动直顶块11继续向前运动，当行至L₁距离时，所有顶出机构停止运动，此时，产品已为完全离开了4个斜顶的支撑，只停留在直顶块11上，最后由人工将产品轻轻扳下。

图5-102为此例二次顶出机构的详细结构，二次顶出机构有多种形式，此例只是常用的一种，在以后章节中再详细讲解。

图 5-102

图 5-103