注塑模具弧形抽芯機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

周 欣

（西諾塑料(長(zhǎng)春)有限責(zé)任公司，吉林 長(zhǎng)春 130000）

在塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工工程中，注塑模具是最為基礎(chǔ)的技術(shù)。如今無(wú)論是原材料價(jià)格還是用工成本都在逐年提升，因此國(guó)內(nèi)的很多模具制造企業(yè)都開(kāi)始重視生產(chǎn)效率，希望能夠通過(guò)對(duì)研發(fā)周期進(jìn)行縮短，對(duì)生產(chǎn)成本進(jìn)行降低，對(duì)企業(yè)利潤(rùn)進(jìn)行提高。在注塑模具中弧形抽芯機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新十分重要，如果能夠較好的對(duì)其進(jìn)行改造，就可以降低結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，縮短其生產(chǎn)周期，提升塑料產(chǎn)品的加工質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。據(jù)此，本文對(duì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行分析，提出了注塑模具弧形抽芯機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方式，具有一定程度上的現(xiàn)實(shí)意義。

1 注塑模具弧形抽芯機(jī)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀

從注塑模具弧形抽芯機(jī)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，由于我國(guó)塑料工業(yè)的形狀、結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，所以為了滿足性能需求，一些設(shè)計(jì)人員會(huì)在注塑模具內(nèi)設(shè)置圓弧形腔體，在弧形結(jié)構(gòu)的抽芯內(nèi)，往往會(huì)采取氣缸連接的方式從而對(duì)齒條進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，通過(guò)讓齒輪進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而完成弧形芯的復(fù)位。

注塑模具弧形抽芯的具體工作流程較為復(fù)雜，目前很多相關(guān)工作人員都嘗試設(shè)計(jì)了注塑模具弧形抽芯機(jī)構(gòu)，希望能夠達(dá)到優(yōu)化的目的。從較為典型的設(shè)計(jì)來(lái)看，抽芯機(jī)構(gòu)端部呈現(xiàn)出非規(guī)則的弧形彎曲，而近端則為直線的形式，反應(yīng)在模具上，主要就是將一段距離較長(zhǎng)的抽芯融入到弧形彎曲的結(jié)構(gòu)當(dāng)中，針對(duì)這種情況設(shè)計(jì)人員采用與產(chǎn)品彎曲程度類似的弧形抽芯，并嘗試使用強(qiáng)制脫模的方法對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行具體處理，對(duì)相應(yīng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的處理主要以對(duì)稱式槽輪導(dǎo)向弧形抽芯機(jī)構(gòu)為基礎(chǔ)，目的在于完善抽芯質(zhì)量，防止運(yùn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)各類問(wèn)題。在對(duì)薄壁螺紋部分的設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于其壁厚較薄，因此采取螺紋根部與內(nèi)部加強(qiáng)筋連接的方式，放棄對(duì)拼機(jī)構(gòu)，采用整體式螺紋導(dǎo)向旋轉(zhuǎn)的方式，結(jié)合絲筒針復(fù)合結(jié)構(gòu)，提升產(chǎn)品的穩(wěn)固性，避免其出現(xiàn)損壞的問(wèn)題。最后，在模具的推出機(jī)構(gòu)方面，以開(kāi)閉器的方式為主，以定距限位方式為輔，將二者進(jìn)行結(jié)合，既能夠提升產(chǎn)品推出的質(zhì)量，又可以對(duì)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化。

2 注塑模具弧形抽芯現(xiàn)有結(jié)構(gòu)分析

注塑模具弧形抽芯機(jī)構(gòu)在一般情況下都由齒條、氣缸組成，除此之外，無(wú)論開(kāi)設(shè)在模板上的導(dǎo)滑槽還是止動(dòng)裝置、型芯等都需要包括在其中。注塑模具弧形抽芯現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的適用范圍較廣，在任意位置、任意弧長(zhǎng)的條件下都可以達(dá)到抽芯的目的，但是在實(shí)際使用、制造的過(guò)程中，其還存在著一些問(wèn)題亟待完善。

具體的說(shuō)，氣缸驅(qū)動(dòng)是注塑模具弧形抽芯的重要步驟，但是氣缸驅(qū)動(dòng)力必須要對(duì)齒條滑動(dòng)的脫模阻力進(jìn)行克服，此外齒輪齒條間的嚙合也包括在其中，如果驅(qū)動(dòng)力不大，也就很難達(dá)到現(xiàn)實(shí)需求。再者，注塑模具弧形抽芯中的齒條與導(dǎo)滑槽之間需要保證順暢性，只有導(dǎo)滑槽與齒條的接觸較為流暢，才可以完成整體的工作。齒條與齒輪之間也需要嚙合正確，齒輪和型芯之間應(yīng)保證固定性，這些條件都對(duì)零件制造精度具有很高的要求，一旦出現(xiàn)細(xì)節(jié)性問(wèn)題，就可能影響注塑模具弧形抽芯的效果。但注塑模具弧形抽芯機(jī)構(gòu)的零部件很多，結(jié)構(gòu)也十分復(fù)雜，這也間接的增加了生產(chǎn)成本，所以應(yīng)合理對(duì)注塑模具弧形抽芯機(jī)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

3 注塑模具弧形抽芯機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的理論工具與實(shí)踐

3.1 注塑模具弧形抽芯機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的理論工具

想要對(duì)注塑模具弧形抽芯機(jī)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新，就必須要運(yùn)用適合的理論和方法工具。本研究以TRIZ理論為基礎(chǔ)，這一理論早在1946年就得以創(chuàng)立，也被稱作“發(fā)明問(wèn)題解決理論”，其內(nèi)容較為豐富，最具代表性的內(nèi)容為沖突解決理論，其次為物-場(chǎng)分析理論，再次為ARIZ算法，這三個(gè)內(nèi)容十分重要，一經(jīng)創(chuàng)立就受到了廣泛的認(rèn)可。另外，TRIZ理論中的沖突解決理論還包括著技術(shù)沖突解決原理這一細(xì)節(jié)性的內(nèi)容，在這一內(nèi)容中提出了描述技術(shù)沖突的通用工程參數(shù)以及對(duì)技術(shù)沖突進(jìn)行解決的發(fā)明原理，前者共39項(xiàng)，后者共40項(xiàng)。

具體的說(shuō)，TRIZ理論包括39×39矛盾矩陣表，第一行代表需要進(jìn)行改進(jìn)的工程參數(shù)，共39項(xiàng)，第一列表示引起惡化的工程參數(shù)，共39項(xiàng)，正是在行列交叉的基礎(chǔ)上，技術(shù)矛盾得以構(gòu)成，為了解決這些技術(shù)矛盾，需使用發(fā)明原理的序列號(hào)對(duì)其進(jìn)行解決。

正如前文所說(shuō)，注塑模具弧形抽芯機(jī)構(gòu)的現(xiàn)有設(shè)計(jì)還存在著一些不足，導(dǎo)致生產(chǎn)成本較高，間接增加了維護(hù)成本，所以對(duì)其進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)的目的在于簡(jiǎn)化其結(jié)構(gòu)，提升其可靠性、穩(wěn)定性并完善其制造性。根據(jù)TRIZ的沖突求解工具，將相關(guān)的工程參數(shù)融入到其中，形成一般問(wèn)題的描述。具體的說(shuō)，在注塑模具弧形抽芯機(jī)構(gòu)工作的過(guò)程中，需要對(duì)其機(jī)械阻力進(jìn)行克服，對(duì)機(jī)械磨損的情況進(jìn)行改善，但傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的方式很可能會(huì)用其他運(yùn)動(dòng)部件代替原有運(yùn)動(dòng)部件，加大成本，所以應(yīng)通過(guò)TRIZ工程參數(shù)來(lái)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行描述，形成技術(shù)沖突；應(yīng)在對(duì)注塑模具弧形抽芯機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)使完善零部件設(shè)計(jì)，但在實(shí)踐過(guò)程中可能會(huì)導(dǎo)致零部件結(jié)構(gòu)外形的變化，所以應(yīng)通過(guò)TRIZ工程參數(shù)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行描述；對(duì)注塑模具弧形抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)保證簡(jiǎn)易性，但這也可能會(huì)增加抽芯的難度，所以可用TRIZ通用工程參數(shù)合理描述問(wèn)題，有利于設(shè)計(jì)人員對(duì)裝置的復(fù)雜性進(jìn)行改善，提升其可操作性。

3.2 注塑模具弧形抽芯機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法

根據(jù)前文研究，利用理論工具對(duì)問(wèn)題進(jìn)行了清晰的描述，在此基礎(chǔ)上應(yīng)考慮在設(shè)計(jì)中優(yōu)化齒輪齒條的傳動(dòng)部分，使用其他元件對(duì)其進(jìn)行替代，通過(guò)對(duì)比不同的方案，選取預(yù)期效果最好的方案：將動(dòng)力銷軸設(shè)置在油缸拉桿端部，同時(shí)將U形槽設(shè)置在擺動(dòng)臂，完成動(dòng)配合結(jié)構(gòu)，以這種結(jié)構(gòu)對(duì)齒輪齒條的嚙合結(jié)構(gòu)進(jìn)行代替，這種方式可簡(jiǎn)化在抽芯過(guò)程中齒條齒輪的動(dòng)力傳遞過(guò)程，同時(shí)這一結(jié)構(gòu)在實(shí)踐應(yīng)用的過(guò)程中也無(wú)需設(shè)置齒條導(dǎo)滑槽，較好的節(jié)省了成本，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)。

本研究涉及到的注塑模具弧形抽芯機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法具有如下的優(yōu)勢(shì)：對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行使用不需要較大的空間，同時(shí)制造成本較低，模具體積具備縮小的條件，使用起來(lái)更加方便；驅(qū)動(dòng)阻力被減少，運(yùn)動(dòng)傳遞的環(huán)節(jié)被簡(jiǎn)化，生產(chǎn)成本被降低；在對(duì)注塑模具弧形抽芯機(jī)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)后，整體機(jī)構(gòu)具有著較大的自由度，可根據(jù)模具的具體空間實(shí)施自由變異設(shè)計(jì)。

4 結(jié)論

綜上所述，雖然我國(guó)塑料工業(yè)的生產(chǎn)水平正在逐年提升，但注塑模具弧形抽芯機(jī)構(gòu)還存在著一定程度的發(fā)展空間，需要相關(guān)人員對(duì)其進(jìn)行細(xì)致的分析，從而得出創(chuàng)新設(shè)計(jì)的具體措施。在創(chuàng)新設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮優(yōu)化齒輪齒條的傳動(dòng)部分，使用其他元件對(duì)其進(jìn)行替代，可嘗試運(yùn)用動(dòng)配合結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化在抽芯過(guò)程中齒條齒輪的動(dòng)力傳遞過(guò)程，達(dá)成創(chuàng)新目的。