注塑模具的滑块一般是外滑块，在开模时，滑块向模具中心以外的方向滑动，使产品上的扣位脱模。对于产品内壁的扣位，一般采用斜顶脱模结构[1-2]。但对于结构比较特殊的产品，其内表面的扣位不适合采用斜顶脱模，只能采用内滑块脱模。在开模时，由斜导柱驱动滑块向模具中心运动[3-5]。温煌英等[6]设计了1副1模1腔三板注射模，使用点浇口进料，通过T形块、斜导柱+滑块、滑块内置斜推块等复合抽芯机构，解决了多个方向的倒扣脱模问题。曹建华等[7]针对家用扫地机器人塑料尘盒，设计注射模设计方案。该模具含有一个定模斜抽滑块，并且在定模斜抽滑块内又设置两个斜顶，也设置两个定模内滑块机构。陈怀民[8]提出一种适用于弯管抽芯的双滑块弯销内抽芯机构。从弯管弯曲段主型芯中分割出滑块型芯先进行内抽芯，避免了脱模时带倒扣的弯管与主型芯发生摩擦。在滑块型芯的弯销内抽芯机构中引进辅助滑块，实现滑块型芯任意角度的内抽芯。路英华等[9]设计了一种侧边滑块两边内收滑块抽芯机构及其注塑模具。用简单的机构实现了产品的抽芯和自动化模塑生产，有效降低模具生产制作成本和产品注塑成本，结构设计合理。钱志良[10]设计的模具结构采用T型槽内型芯上下运动，通过T型槽侧面斜面力的转换使侧面滑块进行内缩运动，完成成型塑件的内滑槽脱模。本实验以某品牌的窗户空调面板为例，针对该产品的方形通孔、方形通孔侧壁的圆柱孔，设计了内滑块脱模机构。针对该产品上支撑脚的结构，在支撑脚的滑块上安装侧推杆，在滑块运动时，侧推杆从滑块中伸出，抵住产品，使支撑脚脱离滑块，以防止支撑脚变形。1产品结构分析图1为窗机空调面板的产品结构。图1窗机空调面板的产品结构Fig.1Product structure of window air conditioning panel10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2023.05.017.F1a1(a)产品尺寸10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2023.05.017.F1a2窗机空调面板的材料为ABS，产品壁厚为2 mm。产品上有4个支撑脚，用于固定产品，支撑脚的强度高。在支撑脚的顶部各有一个螺柱孔，由于需要与其他零件进行装配，支撑脚不能变形，否则螺柱孔无法与其他产品对齐。为了加强支撑脚的强度，在支撑脚的侧面各设置若干纵横交错的加强筋，支撑脚需用滑块脱模。在产品的右侧有一个174 mm×291 mm的方框，在方框内侧互相对立的两个侧面上各有带通孔的圆柱，圆柱高度为10 mm，直径为Ф17 mm。由于方框顶部没有封顶，针对侧壁上的圆柱孔，如果用斜顶脱模，斜顶的顶出力将全部集中在圆柱上。根据产品的结构，内壁上的圆柱孔需要用内滑块脱模[11-12]。在产品内表面其他位置的侧壁上有若干筋位，需要斜顶结构脱模。2主要模具结构2.1内滑块结构图2为内滑块结构。从图2可以看出，内滑块结构由斜导柱、内滑块、滑块座等组成。为了防止圆柱出现缺胶的现象，将圆柱内孔的型芯做成镶针，由滑块斜面上的耐磨片将镶针压紧。由于滑块座的4个侧面用于成形方孔的四周侧壁，属于型腔，滑块座要求使用性能较好的材料，如718。方孔侧壁的高度为72 mm，侧壁的胶位为2 mm，为了防止出现缺胶、困气现象，在滑块座上开设排气槽，有利于空气排空，便于熔体在型腔中流动。图2内滑块结构Fig.2Internal slider structure10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2023.05.017.F2a1(a)立体图10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2023.05.017.F2a2(b)剖面图2.2外滑块结构图3为外滑块结构。从图3可以看出，由于产品4个支撑脚的侧面有筋位，适合用滑块脱模，产品其中一侧除了支撑脚上有筋位外，在两个支撑脚之间的其他位置也有扣位，因此该侧面用一个大滑块脱模。在产品的另一侧只有两个支撑脚上有筋位和扣位，用两个小滑块分别对两个支撑脚脱模。为了防止滑块脱模时出现真空现象，也为了防止注射时出现困气导致注射不满，在滑块的表面设置排气槽。在注射时，空气由排气槽排出；在脱模时，空气由排气槽进入型腔[13-15]。10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2023.05.017.F003图3外滑块机构Fig.3Outer slide mechanisms由于4个支撑脚比较单薄，设置了较多的加强筋，注射完成后，支撑脚包裹在滑块上，附着力较大，为了防止滑块在脱模时，4个支撑脚跟随滑块一起运动而导致变形或开裂，在滑块上设置侧推杆。图4为侧推杆顶出机构。当滑块脱模时，侧推块从滑块中伸出，将支撑脚顶住而不跟随滑块运动，从而使支撑脚从滑块中脱模，有效防止4个支撑脚变形或开裂。侧推杆机构包括侧推杆、复位杆、弹簧、压块、斜楔等。其中斜楔与侧推杆接触位为竖直面，侧推杆的中心与竖直面的底边的距离为12 mm。当定模、动模分模距离为0~12 mm时，滑块水平运动，而侧推杆受斜楔竖直面顶住，从滑块中伸出，从而将支撑脚与滑块分开。当定、动模分模距离超过12 mm时，产品已脱离滑块，侧推杆不再受斜楔影响，而与滑块一起运动。为了加工或修模方便，侧推杆分成两部分，前端为前侧推杆，后端为后侧推杆，当需要修模时，只需要更换后端的后侧推杆，可以精简修模工作量[16-19]。图4侧推杆顶出机构Fig.4Side push rod ejection mechanism10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2023.05.017.F4a1(a)立体图10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2023.05.017.F4a2(b)剖面图2.3镶件机构图5为四个支撑脚头部的型腔镶件机构。10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2023.05.017.F005图5四个支撑脚头部的型腔镶件机构Fig.5Cavity insert mechanism of four supporting foot heads在产品的四个支撑脚中，其中两个支撑脚的头部有螺柱孔，螺柱的外径8 mm，内径为4 mm，高度为15 mm；另外两个支撑脚的头部有筋位，筋位的壁厚为1.7 mm，壁厚较薄。4个支撑脚的高度为174 mm，支撑脚的头部离浇口距离较远。为了防止出现困气或缺胶现象，将4个支撑脚头部的型腔设计成镶件，并在镶件上开设排气槽，有利于排空型腔中的空气。将螺柱孔的型芯设为镶件，便于修模。2.4斜顶机构产品主体部分内表面的一个侧面上有筋位，需用斜顶结构脱模，图6为斜顶结构。从图6a可以看出，斜顶块的体积较大，为了保持斜顶运动平衡，由两根斜顶杆支撑，滑块座由滑板和旋转轴组成。由于滑块体积大，需要设置冷却水路，斜顶杆还兼进出水管的作用。由于斜顶块与产品内表面的接触面积较大，为466 mm×108 mm，在脱模时容易形成真空，导致产品变形或爆裂，为解决此问题，在斜顶上设置一个顶出机构，由压条、活动块、弹簧等组成。图6斜顶结构Fig.6Inclined top structure10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2023.05.017.F6a110.15925/j.cnki.issn1005-3360.2023.05.017.F6a2从图6b可以看出，在活动块的背面设置了一段直身位，直身位的高度为15 mm，当斜顶块往斜上方运动时，在直身位的阻碍作用下，活动块从斜顶块中伸出，空气从活动块的缝隙中进入型腔中，有效防止出现真空。当顶出高度超过15 mm时，活动块在弹簧的作用下复位。3浇注系统产品的四个支撑脚比较高，导致定模板较厚，而且产品主体旁边的方孔高度比较高为72 mm，壁厚比较薄为2 mm，熔体流动比较困难，不适合选用冷流道，而选用热流道进胶，采用三点进胶。图7为浇注系统。为避免窗机空调面板出现注塑不满、熔接线等瑕疵，在热流道板上安装顺序阀，通过顺序阀控制3个热流道管的注射顺序，可以有效克服产品出现的注射缺陷。在这个浇注系统中，由于G1浇注口所对应的胶位较薄、较深，且筋位较多，应先注射，再进行G2和G3两个浇注口同时注射。为了增加G1浇注口的流动性，在G1所在的位置对产品稍作修改，设计一个圆柱直通产品底部（图7b）[20-21]。10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2023.05.017.F007图7浇注系统Fig.7Gating system4冷却系统窗机空调面板结构的结构比较复杂，特别是4个支撑脚比较单薄，容易变形，必须有一套冷却效果良好的冷却系统。图8为冷却水路设计。从图8a可以看出，定模部分的冷却水路按照产品形状进行布局，由“直通水路+水井水路”组成，除了在4个支撑脚附近各设置一条水井外，其他位置为直通水路，并为3个热流道管各设置一条直通水路，如aa、bb、cc。从图8b可以看出，动模部分的冷却水路分为四部分：动模型芯水路、内滑块水路、滑块水路以及斜顶水路。其中动模型芯及内滑块座的水路为直通水路，按照产品形状进行布局，水路与型腔的距离基本一致，以确保模温均匀。从图8c可以看出，滑块采用直通+水井的混合形式，在支撑脚附近为水井水路，其他位置为直通水路。从图8d可以看出，在设计斜顶水路时，需要避开斜顶块上的活动机构，斜顶的水路为直通+水井的混合形式。10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2023.05.017.F008图8冷却水路设计Fig.8Cooling water design5顶出机构除了斜顶以外，根据产品的结构，该模具采用“推杆+顶管”的混合式顶出机构，图9为顶出机构。对于产品内表面的螺柱孔，由于其直径为Ф3.5 mm，深度约为65 mm，容易出现困气或注射不满的现象，对螺柱孔采用顶管顶出较合理。对于产品上非螺柱孔的位置，采用推杆顶出，整套模具共有14支推杆和5支顶管。10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2023.05.017.F009图9顶出机构Fig.9Ejection mechanism6模具总体结构模具为两板模结构，采用由顺序阀控制的、由3个热流道管组成的热流道浇注系统，模具采用一模一腔，对于产品主体内壁的扣位，采用斜顶结构脱模，对于产品方孔内壁的圆柱孔，采用内滑块结构脱模，对于产品侧壁外表面的扣位，采用外滑块脱模[22-25]。图10为模具总体剖面结构。图10模具总体剖面结构Fig.10Mold overall sectional structure10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2023.05.017.F10a1(a)经过斜顶、热流道管的剖面图10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2023.05.017.F10a2(b)经过内滑块斜导柱的剖面图模具的工作过程：模具闭合后，塑料原材料在注射机料桶中经过初步加热后，进入热流道管中进一步加热至熔融状态。在顺序阀的控制下，先打开G1热流道的阀针，再同时打开G2和G3热流道管的阀针（图7），熔体直接进入到型腔中，经过充填、保压、冷却、固化、定形后，定模与动模在分型面处分开，同时外滑块以及内滑块在斜导柱的驱动下开始脱模。当定模与动模的分模距离为0~12 mm时，由于小斜楔22有一段高度为12 mm的竖直面（图4），使外滑块中的侧推杆20顶在产品的支撑脚上，将支撑脚从外滑块中推开而脱模。当定模与动模的分模距离大于12 mm时，支撑脚已完全脱模，此时侧推杆与外滑块一起运动。当动模运动到极限位置后，注射机推动模具的顶出机构做顶出运动，斜顶杆与推杆一起将产品顶出。当顶出距离为0~15 mm时，活动块从斜顶块中伸出，空气从活动块周围的缝隙进入到产品侧壁与斜顶块之间，防止产品侧壁与斜顶块之间形成真空。当产品完全顶出后，动模与定模开始合模，合模过程与开模过程的动作正好相反，当模具完全复位后，即可开始下一次的注塑生产。7结论（1）根据窗机空调面板的结构，设计了一套由顺序阀控制的、由3个热流道管组成的浇注系统，采用两板模结构，采用“直通式+水井式”冷却水路。（2）针对斜顶脱模时容易形成真空而导致产品破裂的问题，在斜顶上设计了活动块机构，当斜顶脱模时，活动块从斜顶块中伸出，从而使空气进入到斜顶块与产品内壁之间，防止出现真空，从而防止产品破裂。（3）针对模具的外滑块脱模，设计了侧推杆机构，当滑块脱模时，侧推杆机构将产品从滑块中顶出，解决了支撑脚变形、脱模困难的问题。（4）在模具设计前，对产品进行模流分析，对可能出现的困气位置和熔接线位置进行分析，在模具设计时采取相关的应对措施。（5）模具制作完成后，在试模过程中，除了对个别位置需要进行整改外，模具整体一次性试模成功，现在模具已投入生产，工作稳定，结构合理。