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1 塑件结构与工艺分析
塑件如图1所示，长度为109.00mm，最大外径为φ10.20mm，内孔中空长度为106.10mm（盲孔），顶端有6.50mm长度台阶，中间有一条φ9.40mm凸起的配合筋，内部有7.90mm长内盖，内孔3.80mm长度处也有一条φ5.15mm向外凸起的配合筋。另一端有12.00mm长度台阶，中间有一条φ9.45mm凸起的配合筋。塑件存在两头小中间大的特点，配合筋结构复杂，成型塑件脱模困难导致对模具分型要求较高。塑件采用批量注射成型，注射材料选用聚丙烯（PP），收缩率长度方向为1.8%~2.6%、径向为0.8%~1.2%。塑件成型后要求表面光滑、无飞边、缺料、烧焦、收缩等缺陷，配合尺寸符合图纸要求，与其他零件配合松紧适宜，密封牢靠。![]()
2 模具结构设计
为了适应制笔行业订单批量化特点，模具采用1模32腔，进料套内部点浇口方式进料，以平衡流道布局，锥头拉料杆拉料的非标准模架结构。模具采用T形浇口套下沉定模座板的方式，动、定模双导柱导向及双定位器定位结构保证模具型腔的位置精度。由于塑件两端内外都有配合筋，存在结构复杂、脱模阻力大、成型后难推出的问题，为了满足塑件两端内外配合筋的结构特点，保证塑件各尺寸形状的精度要求，重点设计了模具4次分型和2次脱模的结构，解决塑件内外配合筋脱模困难的问题。模具4次分型是利用限位导柱、限位挡圈、拉模扣和3种不同长度的定距拉杆完成；2次脱模是利用导柱定位，由推杆、插片、推板、推管及锁销组件完成，模具结构如图2所示。![]()
3 4次分型过程
由于塑件头部内外都有配合筋，结构复杂，正常2次或3次分型方式脱模困难，为了保证塑件分型时内外配合筋的尺寸精度和外形的完整性，对模具定模部分设计了4次分型结构，如图3所示。![]()
在完成注射、保压、冷却后开模，模具在注塑机滑块作用下依靠导柱和限位导柱进行第1次分型，在进料套固定板15和定模卸料板16之间打开，由锥头拉料杆24头部的反锥度拉住流道内凝料，将流道凝料从进料套和塑件浇口处分离，固定在锥头拉料杆24和定模卸料板16上面，第1次分型后如图3（a）所示。开模距离达到108mm时，定距拉杆32内侧挂台被进料套固定板15限位，由于塑件头部与进料套内外径抱紧力和进料套外径与型腔套内孔的摩擦力之和大于锥头拉料杆24的拉力，拉动定模卸料板16向后进行第2次分型8mm，由定距拉杆26限位，将流道凝料从锥头拉料杆24中分离，第2次分型后如图3（b）所示。定距拉杆26限位后，定距拉杆32内侧挂台拉动进料套固定板15继续开模7mm，由定距拉杆33限位，使进料套固定板15连同进料套23向前进行第3次分型，并进行进料套抽芯动作，使进料套23脱离塑件内孔，此次分型对塑件头部内外配合筋保持完整形状至关重要，必须保证分型动作和分型长度到位，第3次分型后如图3（c）所示。型腔板10、11由拉杆导柱14拉动脱离拉模扣的控制，精定位销34脱离精定位套35，型腔板10、11与卸料板9之间进行第4次分型，动、定模完全分开，塑件完全脱离定模型腔板，取出塑件，定模4次分型结束，第4次分型后如图3（d）所示。4 2次推出过程
由于塑件另一端还有一段在卸料套内孔型腔中，且有一环形配合筋，卸料套无法直接脱模，如果直接采用推管推出，塑件配合筋脱模阻力大，难以保证外部形状完整和尺寸精度要求，为了解决塑件难以脱模问题，对模具动模部分设计2次推出，通过钩形锁销组件结构辅助2次推出。钩形锁销组件如图4所示，由锁紧座49、弹簧50、锁紧块51、钩形锁销52和插销53组成，组合件工作原理主要通过弹簧50的弹力顶住锁紧块51与钩形锁销52锁紧呈闭合状态，然后通过插销53的行程控制钩形锁销52的开合动作。由于钩形锁销组件运动时是由插销行程控制钩形锁销的开合状态，安装钩形锁销组件时必须按照所给尺寸和位置要求进行装配，位置误差大时可能会导致模具无法正常开合。![]()
模具分型完成后，由注塑机顶杆48通过顶杆插片45连接推管固定垫板4向前做推出动作，推管固定垫板4在钩形锁销和锁紧块的作用下和动模托板3、垫块5、推管固定板6、卸料板垫板8、卸料板9连成组合体由带肩导柱13导向向前进行第1次整体推出，由卸料套19及推管18同时推出塑件，使塑件向上脱离型芯，为成型塑件外形配合筋第2次脱模提供条件，推出动作如图5所示。![]()
动模托板3、推管固定垫板4、垫块5、推管固定板6、卸料板垫板8和卸料板9组成的组合体向前推出至92mm位置时由定距拉杆限位，如图6所示，同时插销53回压锁紧块51，使钩形锁销52脱离锁紧块51进行第2次推出，此时推管固定垫板4和推管固定板6由螺钉固定成组合体，脱离钩形锁销固定，与动模托板3、垫块5、卸料板垫板8和卸料板9的组合体分开，再由推管固定垫板4带动推管18由小导柱41导向向前将塑件推出卸料套内孔，推出行程为20mm，见图5所示。由于第1次推出完成后，塑件内孔与型芯外径接触面已经抽芯避空，没有抱紧力，第2次脱模由推管对塑件进行强制脱模对配合筋没有影响，能保证塑件的形状和尺寸精度。脱模动作完成后由弹簧辅助注塑机顶杆48将推管固定板组件复位。![]()
5 浇注系统设计
浇注系统的设计应根据塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度及注射速率与分流道长度等因素确定。因模具为1模32腔布局，必须采用平衡流道，流道长度应尽量短。所有分流道的设计要求均匀分布，流道截面形状为梯形，在主流道末端设置冷料穴，防止冷料堵塞进料口，如图7所示。![]()
6 冷却系统设计
冷却系统分为型芯内部冷却和模板冷却，型芯20内孔设计冷却水路，在动模座板1上设计8条冷却水路，用水管螺钉连接水管插入型芯内孔，直接对型芯20进行冷却和温度控制，如图8所示。卸料板9、进料套固定板15和定模卸料板16各设计2条贯通水路间接冷却；型腔板10、11因模板厚度较厚，各设计4条贯通水路间接冷却，如图9所示。![]()
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7 排气系统设计
在各分流道末端加工排气槽，减少因气体进入型腔，造成塑件烧焦、困气等。排气槽尺寸为流道末端长2mm、宽3mm、深0.02mm，后段排气槽尺寸为宽3mm、深0.15mm，如图10所示。在卸料板垫板8正面和进料套固定板的反面设计排气槽，在32个型腔孔中心加工横向8条、纵向4条宽3mm、深0.5mm的排气槽，避免塑件上下端面出现烧焦、困气、缺料的不良现象，如图11所示。![]()
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