連燦鑫

（福州職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 福建 福州 350108）

0 引 言

帶有外螺紋的塑件一般采用哈夫滑塊成型，在動模板的上表面設(shè)置推件板，開模時，2個哈夫滑塊分開后，再由推件板將成型塑件從型芯上推出，整個脫模過程中型芯保持不動。對于含有內(nèi)螺紋的瓶蓋，使用該方法會形成強(qiáng)制脫模，損壞成型塑件的內(nèi)螺紋。含內(nèi)螺紋塑件的脫模過程是塑件保持不動，內(nèi)螺紋型芯一邊旋轉(zhuǎn)一邊后退的方式脫模[1]。為了實現(xiàn)螺紋型芯自動旋轉(zhuǎn)，需要在模具上安裝液壓缸、傳動機(jī)構(gòu)等設(shè)備，以驅(qū)動內(nèi)螺紋型芯旋轉(zhuǎn)。

1 飲水瓶蓋結(jié)構(gòu)

用于嬰兒的飲水瓶瓶蓋結(jié)構(gòu)如圖1所示，高約為75 mm，外表面有2個手柄，2個手柄的最大距離為127 mm，瓶蓋的主體部分是圓形結(jié)構(gòu)，外圓直徑為φ66 mm，內(nèi)表面帶有2圈內(nèi)螺紋，內(nèi)螺紋的規(guī)格為M58 mm，瓶蓋內(nèi)圓柱面的長度為14 mm，內(nèi)螺紋的長度為6 mm。塑件材料為ABS，由于ABS材料較硬，瓶蓋的內(nèi)螺紋必須以旋轉(zhuǎn)的形式脫模，不能強(qiáng)制脫模。

2 模具設(shè)計

模具采用1模2腔三板模結(jié)構(gòu)，塑件外部結(jié)構(gòu)由2個哈夫滑塊對碰成型，塑件內(nèi)螺紋由螺紋型芯成型，如圖2所示。由于哈夫滑塊的脫模距離較小，由斜導(dǎo)柱驅(qū)動。塑件的內(nèi)孔采用定模型芯與動模型芯對碰的結(jié)構(gòu)成型[2]。

圖2 模具結(jié)構(gòu)

2.1 型芯結(jié)構(gòu)

塑件的結(jié)構(gòu)決定了必須由內(nèi)螺紋先脫模，然后2個哈夫滑塊分開，澆口設(shè)置在待成型塑件內(nèi)圓柱面上。型芯分為內(nèi)、外2層，在內(nèi)層型芯上設(shè)置流道、澆口、推桿和拉料桿，在外層型芯上設(shè)置成型塑件內(nèi)螺紋的結(jié)構(gòu)，型芯結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 型芯結(jié)構(gòu)

2.2 澆注系統(tǒng)

每個待成型塑件設(shè)置一條直流道，將點澆口對準(zhǔn)成型塑件內(nèi)孔定模型芯與動模型芯對碰的分型面上，然后在動模型芯的端面開設(shè)一條流道，再以護(hù)耳澆口的形式進(jìn)料，每個待成型塑件上有2個澆口，如圖4所示。這種澆口有2個優(yōu)點：①澆口較隱蔽，不影響成型塑件的外觀；②可以自動修剪澆口凝料。為避免成型塑件出現(xiàn)熔接痕，將動模型芯端面流道兩端稍微延長，起冷料穴的作用[3]。

圖4 澆注系統(tǒng)

2.3 傳動機(jī)構(gòu)

為了能使螺紋型芯自動旋轉(zhuǎn)，設(shè)計了由液壓缸、齒輪齒條、從動齒輪、螺紋螺母和圓錐滾子軸承組成的傳動機(jī)構(gòu)，如圖5所示。為了方便組裝模具時調(diào)整螺紋型芯的位置，在螺紋螺母機(jī)構(gòu)中設(shè)置了齒輪調(diào)節(jié)裝置。在主動齒輪的底面設(shè)置一個圓錐滾子軸承，2個型芯由同一個主動齒輪驅(qū)動。當(dāng)螺紋型芯旋轉(zhuǎn)時，在螺紋螺母機(jī)構(gòu)的驅(qū)動下，螺紋型芯還同時沿軸線方向平移，使成型塑件的內(nèi)螺紋脫模。為了延長螺紋型芯的使用壽命，防止其磨損，在螺紋型芯的外圓柱面上安裝銅套。外層型芯由3部分組成，在頂部設(shè)置成型塑件螺紋的結(jié)構(gòu)，在中間設(shè)置了從動齒輪，在尾部設(shè)置了螺紋螺母機(jī)構(gòu)中的螺紋，螺紋螺母機(jī)構(gòu)中的螺母固定在模架的模板上[4]。

圖5 傳動機(jī)構(gòu)

2.4 推出機(jī)構(gòu)

由于內(nèi)螺紋脫模機(jī)構(gòu)是在模具開模前脫模，內(nèi)螺紋脫模后，塑件依舊粘附在型芯上，需要用推桿推出，在內(nèi)層型芯上設(shè)置了6根推桿，推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)如圖6所示[5]。

圖6 推出機(jī)構(gòu)

2.5 冷卻系統(tǒng)設(shè)計

模具的內(nèi)層型芯是圓軸，為了達(dá)到更好的冷卻效果，在內(nèi)層型芯上開設(shè)2條直通式冷卻水路，再通過模板接通水管接頭，如圖7（a）所示。哈夫滑塊上有2個型腔，為了使每個型腔的冷卻效果一致，在每個滑塊上設(shè)計了2條獨(dú)立的冷卻水路，每條冷卻水路由多條直通水路組成立體曲折的水路，如圖7（b）所示，定模板的冷卻水路簡單，不再描述[6]。

圖7 冷卻系統(tǒng)

2.6 模具結(jié)構(gòu)

由于模具為1模2腔結(jié)構(gòu)，從護(hù)耳進(jìn)料，采用三板模模架。為了在模具上安裝由液壓缸、齒輪齒條、從動齒輪螺紋型芯和圓錐滾子軸承組成的傳動機(jī)構(gòu)，采用非標(biāo)準(zhǔn)模架，在現(xiàn)有模架的基礎(chǔ)上，在動模板與墊塊之間增設(shè)3塊板，分別為齒輪固定板、型芯固定板和墊板，如圖8所示[7]。

圖8 模架結(jié)構(gòu)

模具結(jié)構(gòu)如圖9所示，成型塑件的型芯分為內(nèi)、外2層，外層型芯脫模時一邊旋轉(zhuǎn)一邊平移，因此外層型芯與型芯固定板之間必須保留一段間隙，間距設(shè)為16 mm，且2個型芯上的從動齒輪與螺母之間同樣也應(yīng)設(shè)置一段間距[8]。

圖9 模具結(jié)構(gòu)

注射完成后，動模與定模開模前，液壓缸驅(qū)動外層型芯13旋轉(zhuǎn)，在螺紋型芯機(jī)構(gòu)的作用下，外層型芯13一邊旋轉(zhuǎn)一邊平移，從成型塑件上脫模。脫螺紋傳動機(jī)構(gòu)的脫模動作停止后，模具開始開模。開模過程分為兩步：第一步是脫料板21與定模板19分開，將澆口凝料取出；第二步是動模板26與定模板19分開，在第二步開模過程中，斜導(dǎo)柱18驅(qū)動哈夫滑塊25作脫模運(yùn)動。當(dāng)注塑機(jī)的滑塊帶領(lǐng)動模停止運(yùn)動后，注塑機(jī)的頂桿驅(qū)動模具的推出機(jī)構(gòu)（推板2、推桿固定板3、拉料桿7和推桿15）運(yùn)動，將成型塑件推出。取出塑件后，注塑機(jī)的滑塊驅(qū)動模具的動模部分復(fù)位，復(fù)位過程與開模過程相反，模具完全復(fù)位后，即可生產(chǎn)下一個塑件[9]。

3 結(jié)束語

模具采用1模2腔三板模結(jié)構(gòu)，根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)特點，其外表面由2個哈夫滑塊成型，并將成型塑件內(nèi)表面的型芯分為內(nèi)層和外層，塑件的內(nèi)螺紋由外層型芯成型。在內(nèi)層型芯上設(shè)置冷卻水路、推桿、拉料桿等結(jié)構(gòu)，為了安裝內(nèi)螺紋的脫模機(jī)構(gòu)，在現(xiàn)有模架的基礎(chǔ)上增加3塊模板。模具經(jīng)批量生產(chǎn)驗證：模具的脫模機(jī)構(gòu)運(yùn)行穩(wěn)定，成型的塑件合格率高，內(nèi)螺紋沒有損壞。