#注塑模具厂#

螺纹自动脱模机构是塑料注射模具中复杂的脱模机构之一，它是通过螺纹型芯的转动而使塑件脱离模具，因其适合各种螺纹牙型，生产效率高，且易实现全自动化生产已是通过有动脱模机构的结构动力来源包括液压油缸，电动机和注塑机开模的力量。东莞市马驰科注塑模具厂介绍一通过液压油缸推动齿条，再通过轮传动来实现螺纹型芯旋转脱离塑件的塑料注射模具。

东莞市马驰科注塑模具厂生产车间

　　1.塑件结构分析

　　塑件为某机器人关节轴，属于叉架类零件，塑件材料为ABS,收缩率取0.5%.塑件外观要求高，不允许有推杆痕迹，塑件内部结构很复杂，脱模相当困难，主要表现在两处：(1)头部内侧有两处7.00mmx2.50mm的盲孔，侧向抽芯困难；(2)尾部有一段M10的梯形螺纹孔，深度12mm.

　　2.模具结构分析

　　根据产品订单，客户要求注塑模具一模成型八件，塑件尾部内螺纹孔采用螺纹自动脱模机构，为简化注塑模具结构，将其设置于动模一侧，型腔纵向布置。塑件头部内测两盲孔采用定模内侧抽芯机构。由于头部较大，且曲面复杂，塑件外形由哈夫斜滑块侧向抽芯机构成型。注塑模具采用点浇口转侧浇口的浇注系统，模架采用三板模模架。塑料熔体由两哈夫滑块之间进入型腔。

　　(1)成型零件设计：鉴于塑件的特殊结构，型腔采用纵向布置的形式，成型零件包括两个定模哈夫外斜滑块，定模内斜滑块以及螺纹型芯等零件.所有成型零件都是活动的，故存在摩擦和磨损，为提高模具寿命，其材料全部采用瑞典一胜百公司的钢材SH,并做调质处理。

　　(2)侧向抽芯机构设计：侧向抽芯机构是注塑模具重要也是复杂的结构之一，它主要包括两部分：第一部分是内侧抽芯机构，主要结构包括成型零件定模内滑块，动力零件斜导柱，定位零件弹簧，以及集导向、限位和锁紧功能于一身的T形槽导向楔紧块等零件。第二部分是外侧向抽芯机构，主要由成型零件定模外斜滑块，动力零件弹簧、导销，限位和导向零件导向限位挡块组成，两块斜滑块对称布置于成型塑件的两侧面，成型塑件的外表面，在侧向抽芯机构各参数中，重要的是倾斜角度的设计，倾斜角度取决于垂直于开模方向的侧向抽芯距离和平行于开模方向的运动距离。由于侧向抽芯距离较小，本模具外侧抽芯机构斜滑块倾斜角度为10°,内侧抽芯机构斜滑块倾斜角度为8°。

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　　(3)螺纹自动脱模机构设计：塑件尾部的M10的梯形螺纹孔不能强制脱模，需要设计自动脱螺纹机构。该机构必须保证螺纹型芯在塑件脱离注塑模具之前通过自身转动先行脱离塑件。在这过程中塑件必须保证不转动，所以首先要解决塑件的防转问题。机器人关节轴的端面没有止转结构，故只能采用外形止转，而外形由定模斜滑块成型，因此必须保证在开模之前就完成螺纹脱模。鉴于此，螺纹型芯在转动的过程中必须是一边转动一边后退。为保证螺纹型芯后退平稳可靠，模具设计了导向螺母，导向螺母螺纹的螺距和升角必须保证和塑件螺纹完全一致。由于开模之前必须完成螺纹脱模，因此螺纹型芯转动的动力来源只有二种选择：一是液压油缸，二是电动机。经与客户商讨，决定采用液压油缸。

　　液压油缸安装在注塑模具外侧面，通过齿条和齿轮传动将动力传递到螺纹型芯。齿轮传动机构是螺纹自动脱模机构的核心，设计参数主要包括齿条的运动距离，齿轮模数的确定，齿轮分度圆直径的确定，齿数的确定等。本模具齿轮的模数采用1.5mm,再根据注塑模具大小和型腔排位确定齿轮的齿数，齿条(或油缸活塞)的运动距离取决于塑件上螺纹的圈数，机器人关节轴内螺纹共6圈，螺纹型芯和与齿条啮合的齿轮是相同的，齿数都是，模数都是1.5mm,因此齿条的直线运动距离为：6x1.5x15=(mm),加上安全系数，液压油缸活塞行程取mm.确定选用奥佳灵液压油缸.

　　(4)脱模系统设计：上面设计的侧向抽芯机构和自动脱螺纹机构是塑料注射模中复杂、特殊的脱模机构，也是该模具脱模系统的一部分。当塑件外侧凹和内侧凹完成侧向抽芯以及内螺纹完成脱模后，塑件还在螺纹型芯上，由于端面面积小，只能采用推板32推出成型塑件。该注塑模具没有推件板，注塑机无法通过复位杆推动推板。为此注塑模具设计了四支25mmxmm的推杆48,注塑机顶棍推动推杆48,推杆48推动推板32,推板32将塑件推离模具。

　　(5)定距分型机构设计：由于浇注系统是点浇口转侧浇口，流道凝料在顶模内必须自动脱落，定模侧需要两个分型面。动模侧是推板脱模，也有一个分型面，加上动、定模之间的分型面，本模具共有四个分型面，这四个分型面的开模顺序及开模距离有严格的要求，详见“模具工作过程”。为了控制各分型面的开模顺序和开模距离，注塑模具设计了内置式定距分型机构，该机构包括限位钉8和51,弹簧9和52,弹簧压块53以及小拉杆10。

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　　(6)导向定位系统设计：该模具共有八块模板，四个分型面，细长的螺纹型芯30先后穿过五块模板，为保证各活动零件在工作过程中安全、稳定和可靠，必须有坚强可靠的导向定位系统。标准型的三板模通常只有八根导柱，包括四支短导柱22(用于保证动模和定模在开合过程中的运动和复位精度)，四支长导柱49(用于保证模侧各活动模板在运动过程中的精度)。本模具在动模侧还增设了四支导柱15,其作用是保证齿轮传动各零件和螺纹型芯在传动过程中的稳定性及运动精度。这十二支导柱配以24支导套，使这副结构复杂、活动零件多的模具在频繁的开合过程中顺畅自如。

　　3.模具工作过程

　　(1)注射填充熔体经过主流道、分流道，从两哈夫斜滑块26之间进入模具型腔。

　　(2)冷却固化熔体充满型腔后，保压、冷却。

　　(3)螺纹自动脱模当成型塑件固化到具有足够的刚性后，液压油缸13启动，油缸活塞推动齿条14直线运动，齿条14推动齿轮轴46转动，通过中的动，准动动，推动螺纹型芯30一边转动，一边在导向螺母37的导引下后退脱商成型塑件。

　　(4)开模①当油缸活塞直线运动距离达mm后停止，此时螺纹型芯的螺纹部分已完全脱离了塑件。模具在弹52和注塑机的拉动下首先从分型面I处开模。此时点浇口浇注系统凝料和侧浇口浇注系统凝料分离。②动模继续后退，模具再从分型面II处打开，此时点浇口浇注系统凝料被脱料板19强行从拉料杆6上推落。③接着模具再从分型面I处打开，斜滑块26在弹簧23的推动下沿着斜向导向槽完成外侧向抽芯。④注塑机顶棍通过推杆48推动推板32将成型塑件推出螺纹型芯30.

　　(5)复位合模首先液压油缸拉动齿条14使螺纹型芯30复位，接着注塑机推动动模底板40合模，在合模过程中，推板32推动斜滑块26复位。模具接着下一次注射成型。

　　4.结语

　　螺纹自动脱模机构是本模具的核心机构，难度高，结构复杂，稍有不慎就会导致模具设计的失败。本模具试模一次成功，投产后运行良好，是螺纹自动脱模机构结构设计先进合理的充分体现。现将该模具螺纹自动脱模机构中重要的几个参数的设计要点和经验总结如下。

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　　(1)模数m:模数决定齿轮的厚度，模数的确定须根据塑件螺纹圈数，模具的大小，齿轮的尺寸和齿条的尺寸等因素确定，且须符合国家标准GB/T7-.根据实践经验，塑料注射模自动脱螺纹机构中的齿轮模数通常取1mm、1.5mm或2mm,综合考虑各因素后本模具齿轮模数取1.5mm.

　　(2)传动比i:传动比的大小与齿轮传动的动力来源有关。当动力来源为电机时，因转动圈数没有限制，为保证传动平稳，结构紧凑，降低电动机瞬间启动力，减慢螺纹型芯旋转速度，传动比一般取小一些，在0.25~1之间。当动力来源为液压油缸或来福线螺杆时，因传动受行程限制，传动比必须取大一点，通常在1~4之间选取。本模具动力来源为液压油缸，传动方式是“油缸十齿条十齿轮”，齿轮传动比设计为4.这样不但减小了油缸推动齿条的行程，而且减小油缸的长度。

　　(3)齿数x:在设计传动齿轮的齿数时不但要考虑传动比i,而且当模数确定后还要考虑齿轮分度圆直径d(因为z=d÷m).而分度圆直径d又取决于模具型腔之间的中心距。根据成型塑件大小以及模具侧向抽芯机构尺寸，型腔中心距和个传动齿轮之间的中心距设计。

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　　在设计齿轮齿数x时还要注意以下几点：①为避免因频繁接触、摩擦、撞击而导致的疲劳失效集中在几个齿轮上，相互啮合的齿轮其齿数尽量为质数关系。②当齿轮中心距一定时，齿数越多，传动越平稳，噪声越低；但齿数越多，模数就越小，齿厚也越小，致使其弯曲强度降低，因此在满足齿轮弯曲强度条件下，尽量取较多的齿数和较小的模数。基于以上理由，根据公式d=mz,确定各传动齿轮齿数如下：齿条14推动的齿轮47齿数：x1=50.大齿轮44齿数：z2=60.螺纹型芯30上的齿轮齿数：x3=15.此时的传动比i=60÷15=4,合理。

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