典型自動脫螺紋注射模設計

2021-02-19 模具達人

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塑料製件中，很多工業產品及民用產品均存在內外螺紋的設計，解決塑件螺紋脫模問題是此類模具設計的關鍵。一般來講，處理塑件螺紋問題有2類方法：一類是在塑件及樹脂允許的情況下，採用強行脫出的方法；一類是螺紋較深、樹脂強度高、螺紋精度要求高的塑件，必須採用旋轉脫出的方法。在旋轉脫螺紋結構中又分為手動脫出和自動脫出2種，手動脫螺紋生產效率低，但模具結構簡單，適應小批量生產；自動脫螺紋效率高，質量穩定，適應大批量生產。在自動旋轉脫螺紋模具結構中，必須解決結構設計的可靠性、穩定性及實用性等問題。下面所述的鏈條傳動自動脫螺紋模具結構，經長期使用，模具結構穩定、可靠，生產效率高，產品達到實用要求。現將此模具結構介紹如下。



圖1所示產品為潤滑油壺瓶蓋，材料為PP，產品特點是採用矩形螺紋，有防偽圈和止轉槽設計，產品外觀要求較高，且需求量大。另外，瓶蓋是由自動灌裝線機器旋蓋，所以對產品尺寸及螺紋精度要求較高，強行脫螺紋模具結構無法達到產品使用要求，必須採用自動旋轉脫螺紋模具結構。




根據塑件分析及用戶生產要求，模具設計為1模8腔，採用熱流道針閥式點澆口進料，用減速電機通過鏈條傳動完成自動脫螺紋，模具結構如圖2所示。

圖2模具結構1.小鏈輪2.鏈條3.電機4.電機支架5.限位螺釘6.彈簧7.頂杆8.水孔9.鋼管10.密封圈11.冷卻型芯12.動模板13.墊板14.墊塊15.大鏈輪16.止推軸承17.墊板18.一次推板19.止轉圈20.螺紋型芯21.型腔板22.墊板23.墊塊24.定模板25.定位圈26.主流道27.分流板28.隔熱墊29.熱噴嘴30.斜導柱31.哈夫塊32.定位圈33.二次推板34.銷釘35.螺釘36.張緊輪


3.1模具工作過程模具首先從Ⅰ—Ⅰ面分型，同時靠斜導柱拉開哈夫塊，完成塑件防偽圈外凹部分的脫出，並使塑件留在動模部分。然後電機開始轉動，通過鏈輪、鏈條帶動螺紋型芯轉動，與此同時，Ⅱ—Ⅱ分型面依靠彈簧彈力開始分型，並依靠止轉圈起防止塑件與螺紋型芯共同旋轉的作用。當螺紋完全脫出後，注射機頂出機構運動，通過頂杆頂動二次推板，使模具從Ⅲ—Ⅲ面分型，完成塑件防偽圈內凹部分的脫模，使塑件從模具中脫出，完成一個生產周期。需要注意的是，Ⅱ—Ⅱ面分型時彈簧的壓力應適中，壓力過大易造成螺紋最後一扣破壞，壓力過小則分型面不易打開，可以通過提高運動件的製造精度，調整彈簧壓縮量來進行調節。3.2澆注系統設計由於塑件生產量較大，且質量要求高，設計時採用了熱流道針閥式點澆口澆注系統。因熱流道是藉助於加熱、絕熱和溫控手段將熔融塑料輸送至模具型腔內，所以流道內部壓力損耗小，熔體流動性好，密度均勻，塑件內應力降低，變形程度大為減弱，尺寸穩定性則顯著提高。另外，熱流道無流道廢料，大大降低了生產成本，針閥式噴嘴自動切斷澆口，提高了生產效率。綜上所述，對於大批量生產的塑料製品，熱流道的選用是非常合理的選擇。3.3模具的冷卻為提高生產效率，防止塑件變形，並防止模具零件因熱脹原因引起的咬死現象，模具的冷卻系統必須充分可靠。因螺紋型芯經常處於旋轉狀態，無法直接冷卻，所以模具設計時在螺紋型芯中心部分增加冷卻型芯，通過銅管將冷卻水引入型芯，形成環流，較好地完成了螺紋型芯的冷卻。定模型腔的冷卻，採用8處直通水路，外部用軟管連接形成循環，進行定模冷卻。3.4模具材料選擇由於瓶蓋模具生產量大，脫模需旋轉運動，模具對拋光沒有特殊要求，所以模具材料應選用高耐磨性、淬透性材料。模具工程師微信：mujuren 據此，模具設計時對於關鍵零件選用了ASSAB公司的CALMAX635材料，熱處理硬度56～60HRC，通過使用，效果較為滿意



因鏈條傳動運動中沒有滑動，傳動尺寸比較緊湊，不需要很大的張緊力，作用在軸上的載荷較小，效率較高，比較適合模具中傳動的要求，而且市場上鏈條、鏈輪、電機採購方便，不需要專門加工，所以在傳動設計中採用了鏈條傳動。4.1模具型腔中心距及鏈輪參數的確定考慮模具型腔尺寸及結構設計尺寸的綜合因素，型腔之間的中心距應在150mm之間較為合理。通過對鏈輪的校核，設計時採用了鏈節距p=15.875，齒數z1=23的鏈輪，鏈輪的節圓直徑D為：D=P/sin(180°/23)=15.875/sin(180°/23)≈117mm，可以滿足模具設計中心距150mm的要求。為增加鏈輪的嚙合齒數，使傳動更加平穩，設計時增加了兩處張緊輪36，使用效果良好。4.2電機轉速及軸承的選擇因塑件旋轉5圈即可將螺紋脫出，為保證模具的正常使用壽命，螺紋型芯的轉速不宜太快，所以設計時按每5s完成一次旋轉脫模計算，大鏈輪的轉速應在60r/min。鏈輪的傳動比為：i=n1/n2=z2/z1，如設定傳動比i≈0.5，則小鏈輪z2≈11，n2≈120r/min，所以選用減速電機的轉速應在120r/min左右。

由於此模具使用的軸承既要起到定心的作用，又要承受注射壓力對螺紋型芯的軸向推動作用力，所以軸承選用時必須同時承受徑向載荷和軸向載荷，因向心推力滾子軸承可以同時滿足上述條件，故設計時選用了此類軸承。


在眾多脫螺紋模具結構中，通過比較，此種設計結構緊湊，運轉平穩，傳動、冷卻等方面都達到較好的設計效果，是一種值得推廣的、較好的典型自動脫螺紋模具結構。

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