模块十 螺纹塑件的.ppt

1、模块十 螺纹塑件的成型,内容简介： 本模块主要讲述螺纹塑件的设计；螺纹型芯与螺纹型环尺寸的计算；螺纹型芯与螺纹型环的结构设计； 螺纹塑件的非旋转脱模结构，包括强制脱螺纹、外螺纹侧向分型脱模、间断内螺纹的侧抽脱模、模外脱模等内容；螺纹塑件的旋转脱模结构的设计。,模块十 螺纹塑件的成型,学习目的和要求： 1、掌握螺纹塑件的设计、螺纹型芯与螺纹型环的结构设计和尺寸计算。 2、掌握螺纹塑件的非旋转脱模和旋转脱模结构设计。,模块十 螺纹塑件的成型,重点： 1 螺纹塑件的设计、螺纹型芯与螺纹型环的结构设计和尺寸计算。 2 螺纹塑件的非旋转脱模和旋转脱模结构设计。 难点： 螺纹塑件的非旋转脱模和旋转脱模结构

2、设计。,模块十 螺纹塑件的成型,10.1 螺纹设计 10.2 螺纹型芯与螺纹型环尺寸的计算 10.3 螺纹型芯或螺纹型环的结构设计 10.4 螺纹塑件的非旋转脱模 10.5 螺纹塑件旋转脱模,10.1 螺 纹 设 计,10.1.1 螺纹形状与尺寸精度 塑件上的螺纹可以在模塑时直接成型，也可以用后加工的办法机械切削，在经常装拆和受力较大的地方则应该采用金属的螺纹嵌件。塑件上的螺纹应选用可参考表10-1，原则上螺牙尺寸应选较大者，螺纹直径较小时就不宜采用细牙螺纹，特别是用纤维或布基作填料的塑料成型的螺纹，其螺牙尖端部分常常被强度不高的纯树脂所充填，如螺牙过细将会影响使用强度。,返回,模制的螺纹达不

3、到高精度，一般低于GB 3级，螺纹外径不能小于2毫米。如果模具的螺纹牙距未加上收缩值，则塑料螺纹与金属螺纹的配合长度就不能太长，般不大于螺纹直径的1.5倍，否则会因收缩值不同互相干涉造成附加内应力，使联接强度降低。螺纹成型方法有以下几种：(1)采用成型杆或成型环在成型之后从制品上拧下来；(2)外螺纹采用辨合模成型，这时工效高，但精度较差，还可能带有不易除尽的飞边；(3)要求不高的内螺纹(如瓶盖螺纹)用软塑料成型时，可强制脱模，而不必从型芯拧下，这时螺牙断面最好设计得浅一些，且呈圆形或梯形断面，如图10-1所示。,返回,为了防止螺孔最外圈的螺纹崩裂或变形，应使内螺纹始端有一台阶孔，孔深0.20.

4、8毫米，并且螺纹牙应渐渐凸起，如图10-2所示，（a）是错误的，（b）是正确的。同样制件的外螺纹其始端也应下降0.2毫米以上，末端不宜延长到与垂直底面相接处，否则易使脆性塑件发生断裂。如图10-3所示，（a）是错误的，（b）是正确的。同样，螺纹的始端和末端均不应突然开始和结束，而应有过渡部分，其值可按表10-2选取。,返回,在同一螺纹型芯(或型环)上有前后两段螺纹时，应使两段螺纹旋转方向相同，螺距相等，如图10-4（a）所示，否则无法将塑件从螺纹型芯(或型环)上拧下来。当螺距不等或旋转方向不同时，就要采用两段型芯(或型环)组合在一起，成型后分段拧下，如（b）图所示。,返回,10.1.2 脱模对

5、塑件的要求,螺纹型芯或型环要脱离塑件，必须相对塑件作回转运动，如果螺纹型芯或型环在转动时塑件跟着一起转，则螺纹型芯或型环是脱不出塑件的，因此塑件必须止转，即不随螺纹型芯或型环一起转动。为了达到这个要求，塑件的外形或端面上需带有防止转动的花纹或图案，见图10-5。,返回,10.1.3 对模具的要求,塑件要求止转，模具就要有相应防转的机构来保证，当塑件的型腔（凹模）与螺纹型芯同时设计在动模上时，型腔就可以保证不使塑件转动。但是当型腔不可能与螺纹型芯同时设计在动模上时，如型腔在定模，螺纹型芯在动模，动、定模一分型，塑件就脱离定模型腔，即使塑件外形有防转的花纹，这时不也起作用了，塑件留在螺纹型芯上和它

6、一起转动，不能脱模。因此在设计模具时要考虑止转机构。,10.1.4 螺纹塑件的配合长度,塑料螺纹强度约为钢制螺纹强度的1/51/10倍，而且螺牙的正确性较差。如果两个互相配合的螺纹塑件的材料、成型方法相同，则一般问题不大。如果是塑料螺纹与钢制螺纹配合，则螺纹的配合长度应不大于螺纹直径的1.5倍。螺纹配合长度、螺距方向的收缩量大，就有影响螺纹塑件使用的危险。螺纹的配合长度可按以下公式计算：,10.2 螺纹型芯与螺纹型环尺寸的计算,螺纹连接的种类很多，其配合性质也各不一样，影响塑件螺纹连接的因素比较复杂，目前还没有成熟的计算方法，仅就普通紧固连接用的螺纹(牙尖角为60的公制螺纹)型芯和型环计算方法

7、加以讨论。当金属螺纹与塑件螺纹相配合时，模具的螺纹除了在直径方向必须考虑收缩率外，还应该考虑螺距上的收缩，这样一来螺距的数值便成为不规则的小数，虽然可以在车床上加工，但比较困难，因此当配合长度较短时也可不考虑螺距收缩率。,下面的计算是以下列假设为前提的： 塑件外螺纹与塑件内螺纹相配合，二者收缩率相同(例如内外螺纹由同种塑料制造)或相近。 金属螺纹与塑件螺纹相配合，成型模具的螺纹部分考虑了螺距收缩率。 金属螺纹与塑件螺纹相配合，成型模具末考虑螺距收缩率，但是配合长度很短(不超过78牙)。 螺纹连接的几个主要几何参数是：螺纹外径、螺纹中径、螺纹内径、螺距和螺纹牙尖角。对模具螺纹型芯或型环的主要参数

8、计算和确定分别讨论如下：,10.2.1 螺纹型芯径向尺寸计算,螺纹型芯中径：中径是决定螺纹配合性质的最重要的尺寸，它决定着螺纹的可旋入性和连接的可靠性，按平均收缩率计算型芯的中径为：,螺纹型芯外径： 螺纹型芯内径：,10.2.2 螺纹型环径向尺寸计算,从上面的式子可以看出，螺纹型芯径向尺寸计算与一般型芯径向尺寸计算是相似的，螺纹型环径向尺寸计算与一般型腔径向尺寸计算是相似的，但又不完全相同。这是因为塑件螺纹成型时，由于收缩的不均匀性和收缩率波动等因素使其牙型和尺寸都有比较大的偏差和变化，使可旋入性降低。螺纹配合中螺距和牙尖角的误差，可通过增大螺母中径或减小螺栓中径的办法来补偿，因此按一般规律型

9、芯计算公式中加上34中，而在螺纹型芯中径计算公式中是加上中，即增加了制件螺孔的中径。型腔计算公式中是减去34 中，而在这里是减去中，即减小了塑件螺栓的中径。在外径和内径计算公式中，无论是螺纹型芯或螺纹型环都是采用中径的公差中，其制造公差也取中径的制造公差值 中，这是因为中径的公差值总是小于内径和外径的公差值，这样可提高模具制造精度。,此外希望塑件螺纹配合时，齿顶和齿根有较大的间隙，以增加松动，避免磨损。因此螺纹型芯的内径计算公式中，按一般规律应加上34 中，但此式中是加上 中，用它成型的制件螺孔内径大、牙尖短。塑件螺纹的牙尖过薄是不恰当的，易发生破碎或变形，牙尖切短后相应的增加了牙尖的厚度。根

10、据同样的理由，螺纹成型环的外径计算公式中减去1.2 中，用它成型的外螺纹(螺栓)外径较小，这不仅增加牙齿顶端的配合间隙，同样也增加了牙尖的厚度和强度。,10.2.3 螺纹型环或螺纹型芯的螺距尺寸计算,螺距尺寸的计算和前面中心距尺寸的计算完全相同，即： Pm= (1+)1/2 但是从模具机械加工的角度出发，加工带有不规则小数的特殊螺距是比较困难的，因此当收缩率相同或相近的塑件外螺纹与塑件内螺纹相配合时，两者都不考虑收缩率。当塑件螺纹与金属螺纹相配时，如果螺纹配合长度不超过7-8牙者，可以靠增大中径间隙来弥补，在螺纹型芯与型环中径尺寸计算时已经考虑到这种因素，因此不再计算塑件螺距的收缩率，其补偿情

11、况如图10-6所示。,返回,当螺纹配合牙数较多时，则螺距收缩累积值很大，必须加以考虑。可在车床上配置特殊齿数的变速挂轮来解决，也可以偏移车床的尾座，加上使刀具斜向运动的靠模板来解决，如图10-7所示。,刀具由车床导向丝杆驱动并沿靠模与工件轴线作平行运动，尾座所需偏移量可由下计算： x=(1+SCP)sinA 尾座总偏置量=xL,=xL,=xL,10.2.4 牙尖角,如果塑料均匀地收缩，则不会改变牙尖角的度数，螺纹型芯或型环的牙尖角应尽量制成接近标准值60，无论是塑件螺纹与塑件螺纹相配合，或塑件螺纹与金属螺纹相配合，牙尖角对标准值的任何偏离都不可能用来弥补螺距误差，而只会降低可旋入性。 附带指出

12、：塑料制品常用的一种特殊的圆牙螺纹或尖牙螺纹，其螺纹牙隆起部分较窄，而其根部(投影为平直的部分)较宽，这种螺纹对牙距误差可以起到很好的补偿作用，如图10-8所示，图中t1t2。,返回,10.3 螺纹型芯或螺纹型环的结构设计,制品上内螺纹(螺孔)采用螺纹型芯成型，外螺纹采用螺纹型环成型，除此而外螺纹型芯或型环还用来固定金属螺纹嵌件。无论螺纹型芯还是螺纹型坏，在模具上都有自动卸除和模外手动卸除两种类型，对于自动卸除的机构将在顶出机构一节专门讨论，这里介绍在模外卸出的螺纹型环的结构。 在模具安放螺纹型芯或型环的主要要求是：成型时要可靠定位，不因外界振动或料流的冲击而移位，在开模时能随制件一道方便地取

13、出。,10.3.1 螺纹型芯,按照用途来分，螺纹型芯有两种形式，一种是直接在制件上成型螺纹，另一种是成型时用以装固螺纹嵌件。二者之间在结构上并无多大差别，所不同的是成型制件螺纹的螺纹型芯，在设计时应考虑塑料的收缩率，表面粗糙度的值应达到Ra0.2以上，螺纹的始端和末端均应按第一节制件螺纹设计原则设计，装固嵌件的螺纹型芯则按一般螺纹尺寸制造，表面粗糙度达到Ra0.631.25。,螺纹型芯在模具上安装连接形式有六种，如图10-9所示，一般均是采用H8/f8配合；将型芯杆直接插入模具对应的孔中，图a利用圆锥面起密封和定位作用，使塑料不致挤入装插嵌件的孔中，除此而外，将型芯作成圆柱型的台阶也可以定位和

14、防止型芯下沉，如图b所示。图c系利用外圆面配合，为防止塑料注入时螺纹型芯下沉，孔的下面必须有垫板。或减小孔径形成台阶孔，以支持住螺纹型芯。若螺纹型芯是用来固定螺纹嵌件的，且嵌件的外径大于型芯定位部分直径时，常直接利用嵌件与模具的接触面来防止型芯受压下沉，如图d所示。螺纹型芯尾部应作成四方形或将相对两边磨成两个平面，以便于夹持，将它从制件上拧下。固定嵌件的螺纹型芯其螺纹直径小于M3时，在塑料流的冲击下，螺杆容易弯曲(特别是压模)，这时可将嵌件的下端嵌入模体，如图e所示，这样来既增加了嵌件的稳定性，同时又可靠地阻止塑料挤入嵌件的螺纹孔中。,返回,在注塑模具中，若嵌件无通孔，并且受塑料的冲击力不大时

15、，可直接将嵌件插在固定于模具上的光杆型芯上，如图f所示。小直径的螺纹嵌件(如M35毫米以下)，螺纹牙沟槽很细小，即使是通孔的嵌件也可以采取这种简单的装固方法，在适当的工艺条件下，塑料仅能挤入一小段，但并不妨碍使用。这样就省去了模外卸螺纹型芯的操作，但使用不当时嵌件易移动或脱落。上述各种固定螺纹型芯的办法，多用于立式注塑机的下模或卧式注塑机的定模。对于上模或合模时冲击振动较大的卧式注塑机模具动模边，当型芯插入时应有弹性连接装置，以免合模时型芯落下或移位造成制品报废、模具损伤。,对于直径小于8毫米的型芯，可用豁口柄的形式，如图10-10a所示，豁口柄的弹力将型芯支撑在模具的孔内，成型后随制件起拉出

16、。图b增加了一个台阶，用来直接成型螺纹，台阶不但起定位作用，并可防止塑料的挤入。当型芯直径较大时，豁口柄的连接力较弱，可采用弹簧钢丝起连接作用。图c常用于直径510毫米的型芯，其结构类似雨伞柄上的弹簧装置。弹簧用0.81.2毫米的钢丝制成。图d的结构较简单，将钢丝嵌入旁边的槽内，上端铆压固定，下端向外伸出。当螺纹直径超过10毫米时，可采用图e的结构，用弹簧钢球固定螺纹型芯，要求钢球的位置正好对准型芯杆上的凹槽。当型芯的直径大于15毫米时，则可反过来将钢球和弹簧装置在芯杆内，避免在模板上钻深孔。图f利用弹簧卡圈装在型芯杆的沟槽内。结构简单，适用于直径大于15毫米的型芯杆，图g表示用弹簧夹头连接，

17、它是很可靠的，缺点是制造复杂。,返回,10.3.2 螺纹型环,螺纹成型环在模具闭合前装在型腔内，成型后随制件一起脱模，在模外卸下。常见有两种结构，一种是整体式的螺纹型环，螺纹环的外径与模具孔间采取三级精度第二种动配合，配合高度3 10毫米，其余可倒成35的角。下面加工成台阶平面，以便用扳手将其从制件上拧下来，台阶平面的高度可取H2，如图10-11a所示。第二种形式为组合式螺纹型环，它适用于精度要求不高的粗牙螺纹的成型，通常由两半块组成，两半之间采用小导柱定位。为便于分开两半取出制件可在结合面外侧开两条楔形槽，用尖劈状分模器分开。如图10-11b所示。这种方式卸螺纹快而省力，但会在接缝处留下难以

18、修整的溢边痕迹。,返回,10.4 螺纹塑件的非旋转脱模,10.4.1 强制脱螺纹 实现强制脱螺纹对象是聚烯烃类柔性塑料；并且是内螺纹。螺牙大多设计成半圆形的粗牙。螺牙高度小于螺纹外径的 2.5。制品必须要有足够厚度和吸收弹性变形能。如图10-12所示，通常用推板强制推顶，塑件被推顶的应是平面。型芯外圆和推板孔应有35斜度，单面间隙最大为0.05mm。,返回,10.4.2 外螺纹侧向分型脱模 一般也用于柔性塑料制品，并允许外螺纹的轴线方向有飞边。如图10-13所示，用斜导柱侧抽分型；也可用斜滑块侧抽分型。侧滑块磨损后，飞边扩大会影响螺纹旋合。倘若采用图10-13(b)所示的间断外螺纹，出现在小平

19、面上的飞边不影响旋合。,返回,10.4.3 间断内螺纹的侧抽脱模 如图10-14所示，塑件的内螺纹在圆周面上为三个局部段，对应在模具上制成三个内侧抽的滑块。图示模具在角式注塑机上成型。在动、定模分型后，动模上两块联接的推件板在推出塑件的同时，又迫使三块成型螺纹滑块沿T形槽移出，产生向心的收拢运动。这些滑块始终不脱离主型芯。该主型芯要有足够大的直径，以容纳螺纹滑块或滑杆。,返回,10.4.4 径向张缩螺纹型芯 对连续内螺纹注塑有两种方法。一种是用径向张缩的螺纹型芯钢套，如图10-15所示。螺纹钢套的成型部分被切成纵向条片，富有弹性而能自行收缩。当支承心棒充塞时，张开的钢套成型完整的内螺纹。心棒退

20、出后，螺纹钢套收缩，而后用推板顶出塑件及浇注系统。,返回,10.4.5 利用硅橡胶螺纹型芯脱螺纹 利用硅橡胶螺纹型芯脱螺纹，这种结构是利用具有弹性的硅橡胶制造螺纹型芯，如图10-16所示，开模分出橡胶型芯中的芯杆，使橡胶螺纹型芯产生收缩，再在顶杆的作用下将塑件顶出。这种模具的结构简单，但是硅橡胶螺纹型芯的寿命低，用于小批量生产。,返回,10.4.6 模外脱模 当模具结构不能作成组合模或用回转取出型芯太复杂时，可以把螺纹部分做成螺纹型芯或螺纹型环随塑件一起脱模，在机外将螺纹型芯或型环取出。这种形式虽然模具构造简单，但是需要数个螺纹型芯或螺纹型环及预热装置，以及机外的辅助取芯机构。对于外螺纹来讲，

21、由于塑件收缩拆卸螺纹环比较容易，而对于内螺纹来讲，螺纹型芯和塑件的接触面积越大，拆卸越难，因而增加了劳动强度，图10-17a是活动螺纹型芯结构，b是活动螺纹型环结构。,返回,10.5 螺纹塑件旋转脱模,10.5.1 螺纹部分回转的方式 这种结构要求塑件或模具不管哪一方又回转运动又轴向运动或者仅一方回转、另一方轴向运动均可实现塑件自动脱螺纹。 回转机构设置在定模、动模都可以，一般的模具回转机构设在动模一边的比较多。,(1).塑件外部有止转的情况 图10-18是塑件外部有止动，内部有螺纹的情况。图a是用外点浇口的塑件，型腔在定模，螺纹型芯在动模，螺纹型芯回转使塑件脱模的形式；图b是内点浇口的塑件，

22、型腔在动模，螺纹型芯在定模，使动模上的塑件回转而脱离螺纹型芯的形式。这两种脱螺纹的形式都是不使用顶出机构，只使之回转就能达到使塑件不附着型腔或型芯而自动脱模的目的。设计时需注意，使螺纹型芯与塑件保留必要的螺扣时(一般为一扣左右)，塑件再脱离定模型腔。,返回,图10-19是塑件有止动部分的型腔和螺纹型芯同时处于动模的例子，当止动部分长度H和螺纹长度h相等时，回转终了即使没有顶出装置，塑件也能落下，当Hh时，如图所示则需要采用顶出杆将塑件顶出型腔。,返回,(2).塑件内部有止动的情况 图10-20是内螺纹塑件在顶部平面有止动的情况，止动型芯回转并沿轴向移动，使塑件脱离螺纹型芯，设汁时需注意，止动型

23、芯上螺纹的螺距和塑件上螺纹的螺距必须一致，并且塑件脱离螺纹型芯后，顶部平面还和止动型芯连接着，要实现自动脱模还必须考虑共他顶出方法。,返回,图10-21是外螺纹的塑件在内侧面有止动的情况，型芯回转带动塑件回转并沿轴向移动，使塑件脱离型腔，再在顶杆作用下使塑件脱离型芯。,返回,图10-22是内螺纹塑件在内侧面有止动的情况，型芯回转使螺纹脱开，然后由推板顶出，图a是以顶杆将推板顶起，图b是使用弹簧将推板顶起。,返回,(3)塑件的端面有止动的情况 图10-23是塑件的端面有止动的例子，通过螺纹型芯的回转，推板推动塑件沿轴向移动，动使塑件脱离螺纹型芯，再在顶杆的作用下使塑件脱离推板。,返回,当小型塑件

24、使用侧浇口的时候，当螺纹部分脱模后，如果不顶出塑件只顶出浇注系统，也能使之完全脱离型腔，同时即使塑件的外形不设止动，把浇口适当增大也能起止转作用，但是对于软性塑料浇口若不够大，则有切断的危险。,10.5.2 回转部分的驱动方式,按驱动的动力分，有人工驱动、电机驱动、液压缸或气缸驱动、液压马达驱动以及利用开 模行程通过大升角的丝杠螺母驱动等方式。 1.人工驱动 图10-24是机内手动脱螺纹型芯的结构，此种形式在设计时必须注意螺纹型芯的非成型端的螺距要与成型端的螺距相等，如果不等，则在脱出螺纹型芯时会将塑件损坏，这种螺纹型芯脱出形式生产率低。机外手动脱螺纹型芯和型环的结构前面已经介绍，不再重复。,返回,图10-25所示是模内装有变向机构的手动脱螺纹型芯的模具结构。当人工摇动斜齿轮3时，与它相啮合的斜齿轮2通过键的作用使螺纹型芯5同转。由于螺纹型芯的凸台处的螺纹螺距与成型螺距相等，螺纹型芯旋转的同时向左按箭头方向移动，因此螺