连接管自动脱螺纹注塑模具设计

。 第 29 卷 第 9 期 2015 年 9 月 中 国 塑 料 29 9 2015 连接管自动脱螺纹 注塑模具设计 张维合 （广东科技学院 ，广 东 东莞 523083) 摘 要 ： 根据连接管的结构 特 点采 用 “斜导柱滑块十定位滚珠”的侧向抽芯机构和“马达 链条 链轮”的自动脱 螺纹机构设计了一副注塑模具 。 重点分析和 研 究 了 模 具 的浇注系统 、 成型零件 、 脱模系统和自动脱螺纹机构 、 侧向抽 芯机构 、 温度控制系统 ， 并对自动脱螺纹机构设计要点进行了总结 。 经生产证 明 ，成型塑件完全符合设计要求 。 关 键 词 ： 连接 管 ；侧向抽芯机构 ； 自动脱螺纹机 构 ；马 达 ；链轮 中图分类号 ： 66十 2 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1001015)09 0096 23083,n a an ad . in 品 件上 的 螺纹分外螺纹和内螺纹 2 种 ， 精度不高 的外螺纹一般采用侧向抽芯机构脱模 。 内螺纹则有强 制脱模和自动脱模 2 种结构 。 其中强制脱模必须满足 以下 3 个条件 1 :(1）软胶 ： 如聚氯 乙 蜻 C 、 聚丙烯 C 和聚乙烯 C 等 ；（ 2 ） 牙型为圆弧 型 ， 而不能是矩 形 、 梯形或三角形 ； （ 3） 牙型高度较小 ， 必须满足式（ 1) : 螺纹自动脱模则是脱模时螺纹型芯一边转动 一边 脱离模具 ， 带动 螺 纹型芯转动的动力源有很多种 ， 包括 液压油缸 、 马达和齿条等 。 本文详细介绍了一副利用 侧向抽芯成型外螺纹 ， 利用“马达十链条十链轮”来自 动脱内螺纹的注塑模具 。 1 塑件结构分析 塑件为某机电产 品 上 的 连接 管 ， 结 构及尺寸见图 1, ( d , / A 式中 d i 一 一 螺纹大径 d z 一 一 虫 草 、 纹小径 (1) 材料为 缩率为 0. 5 % 。 塑件是圆筒形零 件 ，最 大特征是内外均有 一段连续螺纹 ， 其中内螺纹为 外螺纹为 均为粗牙 螺 纹 ， 牙形为三角形 。 不能强 其中 ， A 的大小取决于塑料品种 ， 一般来说 5 %， 聚眈 胶 C 为 9 % ， 丙烯睛一丁二烯 苯乙烯共 聚 物 C 为 8 % ， 聚甲 酶 为 5 % ，低密度聚乙 烯 C D) 为 21 %，高密度聚乙烯 C 为 6 % 。 收稿日期 ： 2015系人 ， 26. 脱 模 ，如何脱模 是 模 具 设计的难点 。 2 模具结构分析 塑件属于回转体 ， 客户要求 1 出 4 ， 针对塑件上的 2 段连续 螺 纹 ， 根据该塑件在产品上的装配位置 ， 并经 客户同意 ， 外 蝶 、 纹采用侧向抽芯与分型机构成型 ， 内 螺 纹则采 用 “马达 链条十链轮”的自动脱螺纹机构 。 模 ?1994 A _J 习 劣 33 201 5 年 9 叫 划 和 97 段 。 本模具的浇 注系统由主流 面 斗 运 量 囱 l 连战斗 气 ： .:f 件图 l ng pi 采用龙记公司标准型 二 板模架 4545 模具结构详见 医 1 2 。 2. l 浇洼系 统设计 由于 缺 动脱螺纹结构 ，型腔只能纵 向设 置 。 属于筒状回转体 浇口 设计在大头端面 是 品 千 选 作 I 2 点 边 、分流迫 不 组 成 其中分流道较复 杂 一部分在 定悦 八 饭 不 日 早 B 板的分型面 上 还 有 一 部分在 2 个 30 和定模型芯 3 的侧向分 理 l 面 t ，如 图 3 所示 。 2. 2 成型 零 件设计 由于塑件较长 ， 为方便制造及型腔排气 ， 成型 夕 、 形 的动模镶件采用镶拚结构 由动模镶件 24 和镶件 26 组成 ， 见图 2。 由于 2 块镶件均装配在动模方框内 ， 力 型 腔 日才可以采用组合加工法 ， 分型线处的质量可以 得到有效 地 保证 。 另外 ， 纵向布置的圆筒形型腔极易 困 气 采用镶 拼结构近有利于排气 。 模具的成 芷 ！ 苓 件包括定快型芯 3 ，动模镶 件 24 、动快健 卡 二 26 、 螺纹型 芯 25 以及喻夫滑块 30 。 I 2 3 6 27 28 29 8 30 31 0 9 。 。 I O 2 国 通 过 志 也 32 1 3 1 4 23 22 2 1 ,) ;1I 定悦 ， 主饭 2 A 饭 3 定模型心 I 11， 压板 5 1尧门套 6 在 7 导套 自 导 十 j: 9 Z; 日报 l 0 J1 1 1 纭 川 l 1 2 一 ， F, 13 f 5 丰 ！ 1 6 链轮 1 7 辆 民 l 日 大他轮如 1 9 侃 20 小 ？ 在轮 如 11 2 1 小链轮 22 链条 23 马达 2 1 i/J fI: I 2:; 娘 纹 咐 ，芯 26 ,1: 2 27 斜导中 I: 28 锁紧块 29 耐 ; 11 火 H 3 1 在 ; H 铁 :33 , 占 ！ 冬 I 2 .&1主斗飞 ： 2 1 h e m【】 ） f t he i ng pi 1994 埋 fI: 98 应 功脱螺 纹 i 1- 如何保证足够的滑块行 程 以利于塑件脱悦 .） 设 计侧向 挝 必须认真考虑的问题 。 一 般来 悦 滑块行 和 一 般在侧向凹 1111 深度基 础 l 二 加 t 1 5 安全值 。 斜顶 、 摆杆类取较小安全值 ， 且他类型 J.& 较大 安全值 。 但类似本棋采 用 又称瓣合棋） 夕 、 螺纹或线圈骨架 一 类的塑件 时 消块侧向行程就不能 简单地取决于侧 1 的深 度 还取决于侧凹的半径 。 在 这种情况下 ， 情块侧向行程（ 5） 可以 用 图 5 所示的作图 法求得 也可以用式（ 2 ） 计算求得 。 阁 3 快洗注系统 3 ga t . 3 脱模系统和自动脱 螺 纹机构 设 计 这是本模具最重要 、 也是最复杂的核心结构 。 水 似具的自动脱螺纹机构采用 H 马达 滚子链 链轮 蝶纹型芯”结构形式 ， 即马达 23 带动滚子链条 22 ， 滚子 链条 22 带动链轮 16 16 通过键 19 带动链轮轴 11 18 通过方头模带动螺纹型芯 25 ， 实现蝶纹 斗 动脱棋 ， 儿 图 2 和图 4 。 囱 4 校 轮传动因 4 t he 蜡 ；纹型芯旋转过程中 由于外表面的加强筋起 止转作 用 塑件会向上沿轴向移动脱离动模型腔 最后 推杆椎动浇注系统中的分流道 ， 分流迫 沈 1 1 连 战塑 件 址 而将塑 件推出模具 。 本模具的脱模系统包 li!15 、推杆固定 板 12、推杆底 板 13 、复 作 杆 11 和 复位弹簧 10。 2. 侧向抽芯机构设计 侧向抽芯机构是本模具的第 二大 核 心机 构 采用 的是 哈夫滑块 压块斜导柱锁紧块 定位珠”的 结构形式 2 ，见 图 2 。 由于模具有 4 个型腔 ， 故有 8 个 滑块 ， 其中 4 个滑块的抽芯方向是朝向模具的中心 因 此 滑块的压 块 一定要 采 用 镶拼结 构 否则元法装配 。 1 （ : h:) l( I rir! 1 5 消块侧 的确定 5 t t he pu ll i ng d i = C l 5) = F + ) = 11. 92 + 0 5 ） ， 取 S = 14 2 ) 式中 情块 巾 最泌的侧凹半 径 此处为 22 骨块上与定模型 ;的最小的国的半 径 此处为 18 . 5 温度控制系统设计 模具的温度控制系统直接影响模具的生产率和 塑 件的成型质量 ， 温度控制系统设计的原则是在不影响 熔体填充的前提下 ， 尽量做到快速岭却和均衡冷却 气 本模具的动模侧主要采用直通式冷却水管冷去 而定 模侧则主要采 用 “水井 十 水管”的形式来冷却 ， 见图 2 。 实践证明这种冷却方式有效保证了塑件的成型质量 模具的成型周期也满足客户要求 。 3 模具工作过程 熔体经挠口套 5 内的主流道进入 A 、 B 板之间的分 流 道 再进 入滑块 30 和 1定模型芯 3 之间的分流道 最 后经由 2 个浇口从型 大端面进入型腔 。 熔体充满整 个型腔后 ， 经保压 、冷却 平 罔 化 。 当成型塑件固化到有 足够刚性后 ， 注塑机拉动 悦 具的动模固定板 33 ， 模具从 ?1994 今 2015 年 9 月 中 国 塑 料 99 分型面 。 在开模过程中 ， 由于斜导柱和滑块 斜孔单边有 1 间 隙 ，起到了延时抽芯作用 ， 所以 定模型芯 3 会首先脱离成型塑件 ， 紧接着斜导柱拨动 滑块 ， 模具开始侧向抽芯 ，塑件一边脱离定模型芯 3， 一 边脱离侧向滑块 30 。 完成开模行程（至少 100 后 ， 电动马达 23 启动 ， 马达 23 通过链条 22 带动 小 链轮（又 称张紧轮） 21 和大链轮 16， 再通过键 19 带动链轮轴 18， 轴 18 通过端面的方头模带动螺纹型芯 25 转 动 。 由于塑件小端外表面 6 个止转加强筋的作用 ， 螺纹型 芯 25 转动时塑件不 会 作径向转动 ， 只 是作轴向移动慢 慢脱离螺纹型芯 25 和动模镶件 24 和 26 。 当螺纹型芯 完全脱离塑件后 ， 马达关 闭 ， 注塑机顶棍通过动模固定 板 33 中 间的 K. O. 孔推动推杆底板 13，进而推动推杆 15， 将浇注系统凝料及成型塑件（它们由浇口连接） 一 起推出 。 推出距离为 20 型塑件安全脱离模具 后 ， 复位弹簧 10 推动推杆固定板和推杆复位 ， 最后注 塑机推动动模合模 ， 模 具接着下一次注射成型 。 4 经验与技巧 本模具 内 螺纹自动脱模的动力源是马达 ， 采用的 传动方式是“马达单排滚子链条十三圆弧一直线齿链 轮 ” 。 这种传动方式的优点是 3 : 平均速比准确 ， 无 滑 动 ；（ 2 ） 结 构紧凑 ， 轴上压力 小 ； （ 3 ） 传动效率 高 ， 可达 98 % 刊的承载能力高 ， 可达 100 ( 5 ） 可进行远距 离传 动 ；（ 6 ）成本 低 。 但也有以下缺点 ： (1） 瞬时传动比不恒 定 ；（ 2 ） 传 动不平 稳 、 ； （ 3 ） 传动时有噪音 、冲 击 ； （ 4 ） 安装时要求 较高 。 注塑模 具 链条链轮传动设计要注意以下几点 ： (1) 链和链轮都是标准件 ， 我国目前使用的滚子链的标准 为 1243 1997; ( 2 ）链传动的设计计算内容一般 包 括 ：根据工作要求选择链条的类型 、型 号 、 链节距 、 链 节数及排 数 ，选择链轮的齿数 、 材料 、 结构 ， 绘制链轮工 作 图并确定传动的中心距 ， 确定润滑方式等 ； （ 3） 在注 塑模具中 ， 尽量选 用 小节距单排 链 ，传动比不宜超过 4 , 功率 （ P） 运 100 速 （ V ） 12 m/s， 传动效率可达 0. 95 0. 98; (4 ） 为减少链条下垂量 ， 提高链轮有效啃 合齿 数 ，必须设计张紧链轮 ， 见图 4 。 5 结论 (1） 模具采用“马达链条链轮”的传动方式实 现 内 螺纹自动脱模 ， 采用“斜导柱十滑块十定位滚珠” 的侧向抽芯机构成型外螺纹 ，结构较为复 杂 ， 但安全可 靠 ， 生产实 践 证明这种结构是成功的 ； (2 ）模具自放产以来动作稳定 ， 成型塑件脱模顺 利 ，塑件 质 量和成型周期全部符合客户要求 。 参考文献 ： 1 张维 合 注塑模 具 设计 实用教程 M . 北 京 ： 化学工业出版 丰 土 ， 2011 :234 237. 2 张维 合 注塑模具设计实 用 手册 M z 化学工业出版 社 ， 2011: 439 454. 3 周慧兰 ， 匡唐 清 ， 万金金 基于 的螺纹法兰注塑模 具及模架设 计 口 中国塑 料 ， 2010, ( 9 ) :43 46. K . 2010 , ( 9) :43中国 塑料征订启事 中 国塑料是国家科委和 国 家新闻出版署批准的全国性（中央级）科学技术期刊 ， 国 内 外公开发行 ， 由中 国 塑料加工工业协会 、 北京工 商 大学轻工业塑料加工应用研究所主办 。 属全国中文核心期刊 、 中国 l 科学引文 索 引 核心期刊 、 中 国 科技 论 文统计与分析源期刊 、 美国化学文摘 C 收录核心期 刊 ， 荣获第三 届国家期刊奖 。 中国塑料为月刊 ，每月 26 日出 版 ， 全国统一刊号为