管接頭注射模設(shè)計(jì)

摘 要：通過對(duì)內(nèi)外螺紋接頭的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和成型工藝的分析，闡述了該制件的模具設(shè)計(jì)思路。該模具采用一模四腔的結(jié)構(gòu)形式，主要特點(diǎn)為同時(shí)具備內(nèi)外螺紋抽芯，成型內(nèi)螺紋采用齒輪驅(qū)動(dòng)自動(dòng)脫螺紋機(jī)構(gòu)，外螺紋采用哈夫塊成型，并用斜導(dǎo)柱驅(qū)動(dòng)脫模。

關(guān)鍵詞：塑料模具；成型工藝；螺紋抽芯

1 塑件分析

圖1所示塑件為管類零件之間的管接頭。材料采用的是增強(qiáng)聚甲醛（POM+30%GF）。聚甲醛性能：表面光滑，有光澤，表面硬度大，吸水率低，剛性好，韌性好，彎曲強(qiáng)度，耐疲勞性強(qiáng)度高，良好的滑動(dòng)性，耐磨性非常優(yōu)異，電性能優(yōu)良，尺寸穩(wěn)定性好，產(chǎn)品的尺寸精度高。玻纖的加入使制品的剛性和高溫機(jī)械性能大大提高，同時(shí)，線膨脹系數(shù)、成型收縮率及蠕變性能降低，從而提高了產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性，擴(kuò)大了POM的使用范圍，且保持了POM原有的耐磨性、耐疲勞性和耐藥性。

該制件總體形狀為圓筒形，塑件為內(nèi)外螺紋接頭，外側(cè)壁有一段外螺紋（1.4375-16UN-2A），內(nèi)側(cè)壁有一段內(nèi)螺紋（Tr30x1.6），均要求與接頭配合良好。設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和脫模方式要求較高，本設(shè)計(jì)的難點(diǎn)是總體模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和內(nèi)外螺紋的成型設(shè)計(jì)，同時(shí)還要兼顧考慮冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

2 模具總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

2.1 模具分型面的選擇

該制件為殼體類零件，拐角處都是圓弧過渡?？紤]內(nèi)螺紋的脫模問題，選擇垂直于軸線的截面作為分型面，同時(shí)考慮到脫螺紋的止轉(zhuǎn)，以及模具制造的問題，應(yīng)將帶有三個(gè)槽的φ41.5×2.5mm的凸緣設(shè)計(jì)在動(dòng)模上，以保證脫螺紋的止轉(zhuǎn)問題，便于成型后的脫模。綜上所述，確定該塑件的分型面如圖2：

2.2 確定型腔的數(shù)量及流道方式

考慮該制件大批量生產(chǎn)，本塑件在注射時(shí)采用“一模四腔”。塑件的外螺紋采用哈夫塊的形式，因此四個(gè)型腔應(yīng)排成一行?？紤]到動(dòng)模設(shè)置滑塊的問題，為了便于加工及順利脫模，因此將分流道設(shè)置在定模，并且選用截面形狀為半圓形分流道，并且采用圓弧過渡的流道，因此將分流道設(shè)計(jì)成S型，綜合考慮澆注系統(tǒng)、模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等因素，擬采取如圖3的流道及型腔布局方式：

2.3 抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

該塑件包含內(nèi)外螺紋，這會(huì)阻礙成型后塑件從模具中脫出。因此須設(shè)置脫螺紋機(jī)構(gòu)，外螺紋采用了斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)，內(nèi)螺紋采用齒輪脫螺紋的形式。

A、斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)（外螺紋）

（1）確定抽芯距

因該塑件側(cè)向分型時(shí)采用二等分側(cè)滑塊

S抽> R-r

由產(chǎn)品圖可得外螺紋的最大外徑R=20.75mm，最小內(nèi)徑r=13.5mm，故抽芯距S抽取10mm。

（2）確定斜導(dǎo)柱傾角

斜導(dǎo)柱的傾角是斜抽芯機(jī)構(gòu)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)之一，它于抽拔力以及抽芯距有直接關(guān)系，一般取α=15°-20°，因此選擇α=18°。

（3）滑塊與導(dǎo)滑槽的設(shè)計(jì)

①滑塊的形式

考慮到模具采用一模四腔的結(jié)構(gòu)，因此側(cè)型芯須成型四個(gè)外螺紋，同時(shí)也作為型腔成型制件的外側(cè)壁，因此見側(cè)型芯與滑塊做成整體式結(jié)構(gòu)。

②滑塊的導(dǎo)滑方式

為了確?；瑝K可靠地抽出和復(fù)位，保證滑塊在移動(dòng)過程中平穩(wěn)，上下竄動(dòng)和卡死現(xiàn)象，滑塊與導(dǎo)滑槽必須很好地配合和導(dǎo)滑?；瑝K與導(dǎo)滑槽的配合一般采用H8/f7，Ra=0.4μm。

③滑塊的導(dǎo)滑長度和定位裝置設(shè)計(jì)

由于側(cè)抽芯距較短，故導(dǎo)滑長度只要符合滑塊在開模時(shí)的定位要求即可，滑塊采用彈簧及鋼球的定位方式。

B、齒輪脫螺紋機(jī)構(gòu)（內(nèi)螺紋）

因塑件內(nèi)壁有一螺紋，故需設(shè)計(jì)脫螺紋機(jī)構(gòu)，考慮到制品的批量生產(chǎn)，因此采用模外獨(dú)立驅(qū)動(dòng)螺紋型芯轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)動(dòng)脫螺紋機(jī)構(gòu)，即由模外獨(dú)立驅(qū)動(dòng)帶動(dòng)鏈輪，再由鏈輪帶動(dòng)主動(dòng)齒輪，同時(shí)由主動(dòng)齒輪帶動(dòng)螺紋型芯的轉(zhuǎn)動(dòng)來脫模。設(shè)計(jì)過程中，利用三個(gè)中間過渡齒輪保證了內(nèi)螺紋的旋向一致性。如圖4所示

2.4 型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)上述型腔的布置及分型面的選擇可知，制品的外螺紋成型在滑塊上，凸緣部分則成型在動(dòng)模板上，考慮加工的難易程度和材料的價(jià)值利用等因素，設(shè)計(jì)時(shí)成型凸緣及以下部分的型腔采用鑲塊的結(jié)構(gòu)，根據(jù)以上分流道與澆口的設(shè)計(jì)要求，分流道設(shè)置在定模板上，澆口設(shè)置在型腔鑲塊上，該鑲塊的材料選用S136，熱處理HRC50～55，型腔部分用電火花精加工。成型外螺紋的滑塊采用整體式，材料為S136，熱處理HRC50～55，鑲塊和滑塊結(jié)構(gòu)示意圖如圖5、圖6：

2.5 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

考慮到制品的脫模問題，因此將型芯設(shè)計(jì)成兩段，定模上的型芯成型φ27±0.05mm的孔，動(dòng)模上的型芯則成型內(nèi)螺紋及φ29±0.1mm的孔，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮冷卻系統(tǒng)的布置問題，因在型腔上設(shè)置了水道，為使制品冷卻均勻，型芯上也需設(shè)置水道，其結(jié)構(gòu)形式如下（如圖7、圖8）：

2.6 總裝配設(shè)計(jì)（圖9）：

3 模具工作過程

總裝配圖如圖9所示，模具的工作過程：注塑機(jī)合模工作后，熔融塑料通過噴嘴進(jìn)入模具的澆口套20，并最終進(jìn)入模具型腔，經(jīng)保溫保壓冷卻后，注塑機(jī)進(jìn)行開模動(dòng)作。動(dòng)模往后移動(dòng)，在彈簧8的作用下，動(dòng)模板8與鑲塊28緊貼著定?；瑝K，此時(shí)動(dòng)模板8與支承板7分離出現(xiàn)第一分型面。與此同時(shí)，通過鏈輪41的傳動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)螺紋型芯47與塑件及定模型芯18分離。在限位釘?shù)淖饔孟碌谝环中兔娣蛛x結(jié)束，此時(shí)型芯固定板11與動(dòng)模板9實(shí)現(xiàn)分離，滑塊24在導(dǎo)柱13的作用下往兩側(cè)運(yùn)動(dòng)，最后通過定位彈簧定位。通過這一系列的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)塑件的脫模。待塑件脫落后，動(dòng)模往前運(yùn)動(dòng)，在斜導(dǎo)柱13的復(fù)位作用下實(shí)現(xiàn)第二分型面的合模。動(dòng)模繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)第一分型面的合模。這就是注塑機(jī)合模的一個(gè)工作回合結(jié)束。

4 結(jié)束語

該模具開發(fā)已獲得成功，現(xiàn)正大批量生產(chǎn)，它的成功開發(fā)，給我們的啟示是：企業(yè)必須加大知識(shí)生產(chǎn)力度，關(guān)出高技術(shù)含量、高附加值的塑件。面高技術(shù)含量、高附加值的精密模具，是所有一切的前提和根本。

參考文獻(xiàn)

[1]塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè).塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，2002.