注塑模具弧形抽芯機構的創新設計

周 欣

（西諾塑料(長春)有限責任公司，吉林 長春 130000）

在塑料產品的生產、加工工程中，注塑模具是最為基礎的技術。如今無論是原材料價格還是用工成本都在逐年提升，因此國內的很多模具制造企業都開始重視生產效率，希望能夠通過對研發周期進行縮短，對生產成本進行降低，對企業利潤進行提高。在注塑模具中弧形抽芯機構的創新十分重要，如果能夠較好的對其進行改造，就可以降低結構的復雜性，縮短其生產周期，提升塑料產品的加工質量，降低生產成本。據此，本文對相關問題進行分析，提出了注塑模具弧形抽芯機構的創新設計方式，具有一定程度上的現實意義。

1 注塑模具弧形抽芯機構的發展現狀

從注塑模具弧形抽芯機構的發展現狀來看，由于我國塑料工業的形狀、結構越來越復雜，所以為了滿足性能需求，一些設計人員會在注塑模具內設置圓弧形腔體，在弧形結構的抽芯內，往往會采取氣缸連接的方式從而對齒條進行驅動，通過讓齒輪進行旋轉，進而完成弧形芯的復位。

注塑模具弧形抽芯的具體工作流程較為復雜，目前很多相關工作人員都嘗試設計了注塑模具弧形抽芯機構，希望能夠達到優化的目的。從較為典型的設計來看，抽芯機構端部呈現出非規則的弧形彎曲，而近端則為直線的形式，反應在模具上，主要就是將一段距離較長的抽芯融入到弧形彎曲的結構當中，針對這種情況設計人員采用與產品彎曲程度類似的弧形抽芯，并嘗試使用強制脫模的方法對機構進行具體處理，對相應運動機構的處理主要以對稱式槽輪導向弧形抽芯機構為基礎，目的在于完善抽芯質量，防止運動時出現各類問題。在對薄壁螺紋部分的設計過程中，由于其壁厚較薄，因此采取螺紋根部與內部加強筋連接的方式，放棄對拼機構，采用整體式螺紋導向旋轉的方式，結合絲筒針復合結構，提升產品的穩固性，避免其出現損壞的問題。最后，在模具的推出機構方面，以開閉器的方式為主，以定距限位方式為輔，將二者進行結合，既能夠提升產品推出的質量，又可以對模具結構進行簡化。

2 注塑模具弧形抽芯現有結構分析

注塑模具弧形抽芯機構在一般情況下都由齒條、氣缸組成，除此之外，無論開設在模板上的導滑槽還是止動裝置、型芯等都需要包括在其中。注塑模具弧形抽芯現有結構的適用范圍較廣，在任意位置、任意弧長的條件下都可以達到抽芯的目的，但是在實際使用、制造的過程中，其還存在著一些問題亟待完善。

具體的說，氣缸驅動是注塑模具弧形抽芯的重要步驟，但是氣缸驅動力必須要對齒條滑動的脫模阻力進行克服，此外齒輪齒條間的嚙合也包括在其中，如果驅動力不大，也就很難達到現實需求。再者，注塑模具弧形抽芯中的齒條與導滑槽之間需要保證順暢性，只有導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，齒輪和型芯之間應保證固定性，這些條件都對零件制造精度具有很高的要求，一旦出現細節性問題，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構的零部件很多，結構也十分復雜，這也間接的增加了生產成本，所以應合理對注塑模具弧形抽芯機構進行創新設計。

3 注塑模具弧形抽芯機構創新設計的理論工具與實踐

3.1 注塑模具弧形抽芯機構創新設計的理論工具

想要對注塑模具弧形抽芯機構進行創新，就必須要運用適合的理論和方法工具。本研究以TRIZ理論為基礎，這一理論早在1946年就得以創立，也被稱作“發明問題解決理論”，其內容較為豐富，最具代表性的內容為沖突解決理論，其次為物-場分析理論，再次為ARIZ算法，這三個內容十分重要，一經創立就受到了廣泛的認可。另外，TRIZ理論中的沖突解決理論還包括著技術沖突解決原理這一細節性的內容，在這一內容中提出了描述技術沖突的通用工程參數以及對技術沖突進行解決的發明原理，前者共39項，后者共40項。

具體的說，TRIZ理論包括39×39矛盾矩陣表，第一行代表需要進行改進的工程參數，共39項，第一列表示引起惡化的工程參數，共39項，正是在行列交叉的基礎上，技術矛盾得以構成，為了解決這些技術矛盾，需使用發明原理的序列號對其進行解決。

正如前文所說，注塑模具弧形抽芯機構的現有設計還存在著一些不足，導致生產成本較高，間接增加了維護成本，所以對其進行創新設計的目的在于簡化其結構，提升其可靠性、穩定性并完善其制造性。根據TRIZ的沖突求解工具，將相關的工程參數融入到其中，形成一般問題的描述。具體的說，在注塑模具弧形抽芯機構工作的過程中，需要對其機械阻力進行克服，對機械磨損的情況進行改善，但傳統設計的方式很可能會用其他運動部件代替原有運動部件，加大成本，所以應通過TRIZ工程參數來對問題進行描述，形成技術沖突；應在對注塑模具弧形抽芯機構進行設計使完善零部件設計，但在實踐過程中可能會導致零部件結構外形的變化，所以應通過TRIZ工程參數對問題進行描述；對注塑模具弧形抽芯機構的設計應保證簡易性，但這也可能會增加抽芯的難度，所以可用TRIZ通用工程參數合理描述問題，有利于設計人員對裝置的復雜性進行改善，提升其可操作性。

3.2 注塑模具弧形抽芯機構的創新設計方法

根據前文研究，利用理論工具對問題進行了清晰的描述，在此基礎上應考慮在設計中優化齒輪齒條的傳動部分，使用其他元件對其進行替代，通過對比不同的方案，選取預期效果最好的方案：將動力銷軸設置在油缸拉桿端部，同時將U形槽設置在擺動臂，完成動配合結構，以這種結構對齒輪齒條的嚙合結構進行代替，這種方式可簡化在抽芯過程中齒條齒輪的動力傳遞過程，同時這一結構在實踐應用的過程中也無需設置齒條導滑槽，較好的節省了成本，簡化了結構。

本研究涉及到的注塑模具弧形抽芯機構創新設計方法具有如下的優勢：對結構進行使用不需要較大的空間，同時制造成本較低，模具體積具備縮小的條件，使用起來更加方便；驅動阻力被減少，運動傳遞的環節被簡化，生產成本被降低；在對注塑模具弧形抽芯機構進行創新設計后，整體機構具有著較大的自由度，可根據模具的具體空間實施自由變異設計。

4 結論

綜上所述，雖然我國塑料工業的生產水平正在逐年提升，但注塑模具弧形抽芯機構還存在著一定程度的發展空間，需要相關人員對其進行細致的分析，從而得出創新設計的具體措施。在創新設計中，應考慮優化齒輪齒條的傳動部分，使用其他元件對其進行替代，可嘗試運用動配合結構簡化在抽芯過程中齒條齒輪的動力傳遞過程，達成創新目的。