如何设计笔记本电脑框架制品的活动型芯及其抽芯方案？

抽芯即侧边驱动，通常是指不在开模方向驱动芯块的设备。抽芯允许注射制品相对大并具有复杂的倒陷部位，否则不能经济合理地生产。

例如，笔记本电脑框架制品需要有如图11.23所示的凸台和窗口。为了成型这些特征，需要额外的模具镶件来对这些特征提供支撑。此模具镶件必须在开模和推出系统驱动前移除。

图11.23 笔记本电脑框架的倒陷特征

图11.24 活动型芯的位置

为设计抽芯，需要首先排布活动型芯。笔记本电脑框架所需滑芯的一种设计如图11.24所示。在设计中，型腔和型芯的特征用于构成凸台、筋板和窗口。以关键轮廓沿型芯镶件的底部嵌入以在B板和型芯镶件中提供滑动相匹配的键槽。此键槽会保持活动型芯在模具中垂直，同时在驱动时为滑芯提供导向作用。在活动型芯的滑动边缘设置有倒角以避免损坏模具匹配表面。

带有活动型芯的模具初始装配如图11.25所示。A板、型腔镶件、B板和型芯镶件都需要修正以适合活动型芯的移动。任何显著的垂直位移都会导致注射制品顶部或筋板底部的偏移。因此，在活动型芯和型芯镶件之间设置有联锁装置以防止活动型芯由于熔体对型芯的压力而发生转移。活动型芯的滑动会防止沿型芯边的横向位移和偏移。在活动型芯前表面和型芯、型腔镶件之间需要设置间隙，以确保驱动缸的全部锁模力作用于窗口型芯防止窗口偏移。

图11.25 活动型芯模具设计布局

为完成抽芯的设计，需要设计驱动装置。第一步是估算所需驱动力F_{core_pull}，其等于熔体压力p_melt乘以活动型芯的投影面积A_{core_projected}。

F_{core_pull}=p_meltA_{core_projected} （11.24）

例：计算在成型过程中保持抽芯在前端位置所需的最大力。

抽芯宽约22mm、高10mm。当抽芯前边部分不在熔体压力作用下时，保守分析假设投影面积为220mm²，熔体压力为200MPa。使用这些假设，所需最大力为

F_{core_pull}=200×10⁶×220×10^-6N=44000N(www.xing528.com)

计算值接近4t，这一结果在一开始可能是令人惊讶的，但是模具设计者应该记得活动型芯提供的开模力必须等于生产相似尺寸制品所需的锁模力。更大的活动型芯会需要更大的驱动力。

一旦确定了驱动力，模具设计者必须选择驱动机的类型。有三种常用类型：液压驱动、电动或气动。当然受本章篇幅所限，只对液压驱动的明显优势进行简要的讨论。液压驱动器的功率密度在气动和电动之上。此大的功率密度意味着液压驱动器比其他类型更集中和常用。因此，液压缸由于其低成本和缸径、行程范围非常广而被广泛应用。而且，液压驱动器易于与许多成型机的液压和电系统结合。此外，模具操作者可以经常使用液压驱动活动型芯的模具，不必借助辅助设备。

模具设计者必须选择能够提供合适的驱动力和行程的驱动器。行程必须足以使活动型芯避开注射制品的特征结构。如果使用液压驱动器，那么缸径可以计算为

式中，P_{hydraulic_fluid}是液压油或压缩气体的压力。

例：计算对于笔记本电脑框架注射制品，用于驱动活动型芯的液压缸的缸径和行程。

为了计算缸径，需要知道液压油的压力。大多数液压系统的设计压力为20.7MPa（3000psi），许多成型机和辅助系统在10MPa压力下操作运行。假设驱动力为44kN，缸径可以计算为

排布位置的检验如图11.25所示，说明所需行程为15mm。标准缸径为82.55mm（3.25in），可选行程为25.4mm（1in）。

带有活动型芯的模具设计完成图如图11.26所示。设计需要在液压缸和模具之间嵌入升降器以允许活塞杆随活动型芯运动。升降器强度必须足以避免液压缸相对于模具型芯推动活动型芯时因负载而产生弯曲。升降器的高度可以通过减小活动型芯的高度而降低，并允许活塞杆在模具所限的行程中活动。能缩减其高度是我们所期望的，因为其减少了驱动器、成型机和操作者之间的接触。需要注意的是，液压缸只能设置在模具的一边。

为了使模具尽可能安全有效，模具设计者应该明确限位开关的使用，以确保活动型芯在其前边或回缩位置。机器中使用这些位置信号以确保活动型芯位置合理，而不会在开模推出时损坏注射制品或注射模具。而且，模具设计者应该努力设计即使滑块位置不合适开模推出也不会损坏模具的活动型芯。例如图11.25所示的设计，如果模具打开，制品随活动型芯在前边位置推出，塑料制品就很有可能会受附近推管和扁推杆的驱动，在主要筋板处剪坏。这种问题对于正常的成型工艺是不期望也不应该发生的。但是，这种问题确实会发生，模具操作者特别期望一种稳定的模具设计，其可以承受间歇性的错误使用而不必重新修整推杆、扁推杆、推管或活动型芯。

图11.26 带有驱动推出部件的模具设计