含內外螺紋管接頭注射模設計

吳升富

（中山職業學院，廣東 中山 528400）

0 引言

塑件上的螺紋一般分為內螺紋和外螺紋，對于外螺紋，一般用2 個滑塊成型或用定模板和動模板各成形一半；對于內螺紋成型脫模，有3種不同的方法：成型后強制脫模、人工脫模、自動脫模。強制脫模僅適用于材質較軟的塑件；人工脫模是通過人力旋轉螺紋型芯或塑件，使內螺紋脫模，這種脫模結構簡單，但效率低，且勞動強度大，不適合大批量生產。自動脫模是在模具上安裝液壓電機（或液壓缸）、齒輪機構、蝸輪蝸桿等組成內螺紋的脫模機構，使螺紋型芯自動旋轉，成型塑件自動脫模。自動脫模機構的結構復雜，但由于其運行動作穩定可靠，能夠使塑件上的內螺紋實現自動脫模，應用較為廣泛。現以含內、外螺紋的管接頭為例，介紹成型其模具的結構。

1 塑件結構分析

管接頭塑件呈圓筒狀，高度為149 mm，最大外徑為φ69 mm，壁厚為3 mm，如圖1 所示。塑件兩端都有螺紋，其中一端為外螺紋，規格為M64 mm，長度為18 mm；另一端為內螺紋，規格為M24 mm，長度為16 mm。塑件的材質為ABS，屬于硬質材料，內、外螺紋都不能強制脫模[1-2]。在塑件兩端的外表面各均勻分布4 條加強筋，加強筋的作用除了加強塑件強度外，在內螺紋脫模時，還能防止塑件跟隨內螺紋型芯一起旋轉。

圖1 塑件結構

2 澆注系統設計

根據螺紋管接頭的結構，采用兩板模的澆注系統，將澆口設在待成型塑件外表面R曲面的邊線處，采用潛伏式澆口進澆，如圖2（a）所示。如果主流道過長，則其直徑會相應變大，需要較長時間才能使主流道中的熔料冷卻，因此該模具的分型面適合設置在塑件圓弧處。主流道位于澆口套中，分流道位于動模板上表面，在主流道的正下方設置冷料穴，并將冷料穴的側壁設置10°的斜度，由該斜度從主流道中將澆口凝料拉出。當成型塑件的2個滑塊分開時，流道凝料與塑件連在一起，為了消除塑件表面的熔接痕，將分流道的兩端稍微延長，如圖2（b）所示。

圖2 澆注系統設計

3 模具結構設計

根據塑件的結構及大批量生產的要求，模具采用1 模2 腔結構，塑件的內螺紋在位于定模的內螺紋型芯上成型，為了使內螺紋自動脫模，在定模側安裝“液壓缸+齒輪齒條+齒輪傳動+螺紋螺母”的傳動機構。塑件的外螺紋與外圓柱面由2塊滑塊對碰成型，2 塊滑塊的滑槽開設在推件板上。由于塑件為管接頭，內部中空，在脫模時適合采用推件板從型芯上推出，而不使用推桿推出[3-4]，模具結構如圖3所示。

圖3 模具結構

模具工作過程如下。

（1）注射完成后，在定模與動模打開前，液壓缸32 的活塞桿收縮，驅動齒條16 運動，齒條16 驅動主動齒輪15 旋轉，主動齒輪帶動2 個螺紋型芯21 旋轉，在螺紋螺母機構作用下，螺紋型芯21一邊旋轉，一邊上升，使塑件內螺紋脫模。

（2）塑件內螺紋脫模后，動、定模分開，與此同時，斜導柱27 驅動2 個滑塊24 脫模，此時塑件與流道凝料留在型芯25上。

（3）注塑機滑塊驅動模具推出機構（推板2、推桿固定板3、推桿7、推件板8、推件板鑲件9 等）運動，將塑件與流道凝料從型芯25上推出。

（4）注塑機滑塊撤消施加在模具推出機構上的力，復位彈簧30驅動模具的推出機構復位。

（5）在注塑機滑塊的作用下，動、定模開始合模，在合模過程中，2個滑塊24同時復位。

（6）模具完全復位后，即可注射下一個塑件。

4 滑塊結構設計

塑件上的外螺紋與外圓柱面采用斜導柱+彈簧+滑塊脫模，如圖4 所示。由于滑塊體積較小，也為了加強滑塊的強度，采用整體結構。塑件圓弧曲面與內螺紋所對應的外圓柱面由定模成形，因此滑塊的高度低于塑件在模具中的高度。為了使滑塊的運動平穩，在滑塊上設置2根彈簧，當開模時，由2根彈簧將滑塊推開。為了延長滑塊的使用壽命，滑塊的斜面應安裝耐磨片，滑塊材料為718，滑塊上的型腔壁需氮化處理[5-6]。

圖4 滑塊設計

5 內螺紋脫模結構設計

模具結構的重點是使內螺紋自動脫模，方法是在內螺紋型芯上設置齒輪和螺紋螺母機構中的螺紋結構，如圖5（a）所示，并在模具上安裝液壓缸、齒條16、小齒輪18、主動齒輪15 和螺母20 等，由1 個主動齒輪15 同時帶動2 個螺紋型芯21 旋轉，如圖5（b）所示。在螺母20 的作用下，螺紋型芯一邊旋轉一邊沿軸線方向上升，使塑件內螺紋脫模[7-8]。

圖5 自動脫模機構

6 推出系統設計

根據塑件的結構，采用推件板將塑件推出，如圖6 所示。推出系統包括推板2、推桿固定板3、推桿7、推件板8、推件板鑲件9、限位柱29、復位彈簧30、復位桿31 等。當動模與定模分開時，2 個滑塊24 同步分開，然后注塑機滑塊驅動模具的推板2 和推桿固定板3運動，使推桿7驅動推件板8與推件板鑲件9 運動，并由推件板鑲件9 將成型塑件從型芯上推出。應注意的是推件板8 與推件板鑲件9 必須一起運動，因為在推件板鑲件9 上沒有設置專門的導柱導套，否則推件板鑲件9 在運動過程中容易出現卡滯現象[9-10]。

圖6 推出系統

7 冷卻系統設計

定模采用直通式冷卻水路，用四邊形水路將2個型腔包圍。由于定模型腔為鑲件結構，水管接頭安裝在定模板側面，如圖7（a）所示；由于2個滑塊是塑件外螺紋與外圓柱面的成型零件，并且尺寸較大，為保持模具溫度均勻，在滑塊上設計冷卻水路。根據塑件結構，滑塊適合采用“直通與水井”相結合的水路，每個滑塊各設置3個水井，并用直通水路將3 個水井串聯[11-12]，如圖7（b）所示。2 個動模型芯呈圓柱形，適合采用隔片式水井水路，水井的直徑為φ16 mm，通過動模型芯底部的墊板連接水管接頭。

圖7 冷卻系統設計

8 結束語

為了使成型塑件的內螺紋脫模，將液壓缸、齒輪齒條機構、齒輪傳動機構、螺紋螺母機構等安裝在模具上，組成內螺紋自動脫模機構，在液壓缸活塞桿的作用下，螺紋型芯一邊旋轉一邊上升，使內螺紋脫模。針對該管接頭，采用1 模2 腔的兩板模結構。自批量生產以來，模具動作穩定可靠，成型的塑件合格率高。