带有外凹槽的内螺纹管接头注塑模具设计

塑料制品上的螺纹特征分为内、外螺纹。外螺纹常用“斜导柱+瓣合滑块+定位弹簧”侧抽芯机构脱模。内螺纹常见脱模方式有3种：手动脱模、强制脱模和自动脱模。手动脱模是指在脱模时由人工取下成型螺纹镶件，结构简单，但实际操作困难，费时费力，很少采用；强制脱模仅适用于塑料较软且制品倒扣量不大的塑件，使用范围受限；自动脱模螺纹机构生产效率高，安全可靠，该方式应用最为广泛，但模具结构复杂。笔者利用“斜导柱+瓣合滑块+定位弹簧”侧抽芯机构成型塑件外表面凹槽倒扣[1]，设计了“马达＋链条＋小齿轮+大齿轮”自动脱模机构成型塑件内螺纹的注塑模具。

1 塑件工艺性分析

塑料管接头制品如图1所示。

图1 管接头塑件示意图

a—管接头塑件三维图；b—管接头塑件二维截面图

塑件外形尺寸约为Ø67 mm×28 mm，外表面带有0.55 mm左右的凹槽倒扣结构，内表面带有一段连续清晰的粗牙螺纹结构，塑件材质为尼龙66(PA66)，缩水率1.5%，螺纹精度要求较高[2]。塑件内外表面均有倒扣，模具结构设计复杂。根据管接头塑件结构特点，外表面凹槽倒扣采用“斜导柱+瓣合滑块+定位弹簧”侧抽芯机构成型，内螺纹采用“马达＋链条＋小齿轮+大齿轮”的自动脱机构成型；模腔布局采用一模两腔，根据产品外形及模具结构，模架规格设计为350 mm×450 mm。制品外观质量要求较高，不得留有浇口痕迹，浇口采用潜伏式浇口。产品用推板推出，在塑件上不会留下顶出痕迹；为保证制品的成型质量和生产效率，模具动模仁、定模仁、滑块和螺纹型芯均需要设计冷却系统。

2 模具结构设计

根据塑件结构特点和批量生产要求，模腔采用一模两腔，模具最大外形尺寸为350 mm×450 mm×551 mm，详细结构见图2。

2.1 浇注系统设计

根据管接头塑件机构特点，模具采用一模两腔，塑件外表面为凹槽结构，内表面为内螺纹，精度要求较高，为不影响塑件外观和精度，浇口采用潜伏式牛角浇口，在塑件边缘增加筋位，方便潜伏式浇口进胶，主流道上半部分在浇口套上成型，主流道下半部分由左瓣滑块、右瓣滑块共同成型，牛角形分流道和冷料穴也由左瓣滑块、右瓣滑块共同成型。浇注系统设计如图3所示。

图2 模具结构图

图3 浇注系统示意图

2.2 成型零部件设计

根据管接头塑件结构特点，定模成型零件为圆形定模镶件24(另一个模腔还有1个，图2中未标出)，圆形定模镶件采用阶梯挂台结构，它安装在定模A板10上，由模具面板16压住固定。动模成型零件设计比较复杂，由动模仁14、动模镶件25 (另一个模腔还有1个，图2中未标出)、动模型芯27(另一个模腔还有1个，图2中未标出)、滑块镶件13(另一个模腔还有1个，图2中未标出)、螺纹型芯26(另一个模腔还有1个，图2中未标出)组合而成[3]。动模仁14通过螺钉固定在模具推板8上，动模镶件25用螺钉和动模镶件27固定，然后再一起用垫板3固定在垫板4上；螺纹型芯26 为活动零件，在脱模环节，由“马达＋链条＋小齿轮+大齿轮”机构带动螺纹型芯26实现塑件内螺纹脱模。该模具所有成型零件均采用镶拼组合结构，加工维修方便，另需要特别注意对于外形为圆形的动定模镶件及螺纹型芯需要设计防转结构。

2.3 侧向抽芯机构设计

(1)外凹槽瓣合滑块抽芯机构设计。

塑件外凹槽倒扣部分采用瓣合式滑块成型(右瓣滑块和左瓣滑块)，右瓣滑块由滑块镶件、滑块座、压条、导向块、限位螺钉、定位弹簧、斜导柱、斜导柱固定块、耐磨板等零件组成，滑块镶件成型塑件外表面凹槽，滑块镶件与滑块座用螺钉联接在一起，压条用螺钉紧固在B板上，斜导柱提供滑块运动动力，A板上设计斜面对滑块起到锁紧作用(作用相当于锁紧块)，限位螺钉和限位弹簧对滑块起限位作用，保证滑块的准确合模[4-7]。左瓣滑块与右瓣滑块结构一样，除成型制品料位的滑块镶件外，右瓣滑块的其它零件与左瓣滑块的对应零件都呈对称关系。右瓣滑块3D示意图见图4。

图4 右瓣合滑块

Traffic Organization of Large Vessels Entering Yangshan Port Phase IV

模具内螺纹采用“马达＋链轮＋小齿轮+大齿轮”结构自动脱模。电机马达34转动通过键联接带动链轮32，链轮32通过啮合带动链条47，链条47通过啮合带动链轮45，链轮45通过安装在轴46的键带动小齿轮43，小齿轮43通过齿轮啮合带动两个大齿轮38，两个大齿轮38带动两个螺纹型芯26实现内螺纹自动脱模[8-11]。内螺纹自动脱模机构三维示意图见图5。

图5 内螺纹自动脱模机构

2.4 温度控制系统设计

定模温度控制系统采用“隔片水管”形式，在定模两圆形镶件上各设计一条隔片冷却水，隔片冷却水孔径为Ø16 mm，在面板16上安装冷却水的管接头；动模型芯采用N型冷却系统，冷却水孔径为Ø8 mm，进出水管接头安装在推板8上的反操作侧，动模上的动模型芯27采用“隔片水管”式温度控制系统，隔片冷却水孔为Ø16 mm，在垫板3上的反操作侧安装冷却水的管接头与外部水源联接，在动模型芯27和垫板3之间加O型密封圈，防止漏水[12]；由于瓣合滑块尺寸较大，左瓣合滑块和右瓣合滑块上也设计冷却水，采用双层直通式，冷却水孔径为Ø6 mm，进出水的管接头安装在两个滑块的滑块座上。温度控制系统设计示意图见图6。

图6 温度控制系统

a—定模冷却系统；b—动模型芯冷却系统；c—动模螺纹型芯冷却系统；d—滑块冷却系统

2.5 脱模系统设计

脱模系统采用“推板”脱膜结构。推板脱膜结构由推板8、动模仁14(动模仁14与推板8紧固在一起)、复位杆28、复位弹簧29、顶针底板18、顶针面板19、行程限位块31等零件组成，塑件内螺纹完成自动脱膜后，注塑机脱膜装置带动模具顶针底板和顶针面板运动，两块顶针板运动带动复位杆，复位杆带动推板推出塑件[13]。脱模系统3D结构见图7。

图7 脱模系统

零件编号同图2

3 模具工作过程

(1)合模后，熔融物料通过浇口套23和左右滑块镶件上的主流道进入滑块镶件上的分流道、然后通过潜伏式浇口进入模腔，在模腔内填充注塑、保压冷却。

(2)当塑件冷却至可以脱模的温度后，注塑机开模装置通过模具底板1带动模具动模侧开始开模。在动模开模过程中，两瓣合滑块在斜导柱的驱动下进行侧抽芯运动，实现塑件外表面凹槽倒扣部分脱模，同时塑件在动模仁和左右滑块镶件倒扣部分的拉扯下随动模一起移动，滞留在动模一侧。

(3)当达到开模行程要求30 mm后，电动马达启动，由电机马达34转动通过键联接带动链轮32，链轮32通过啮合带动链条47，链条47通过啮合带动链轮45，链轮45通过安装在轴46的键带动小齿轮43，小齿轮43通过齿轮啮合带动两个大齿轮38，两个大齿轮38带动两个螺纹型芯26实现内螺纹自动脱模。注塑机脱膜装置带动模具顶针板，顶针板带动复位杆，复位杆带动模具推板推出塑件，推出行程达到设置的30 mm时，注塑机脱模装置撤回，模具脱模系统在复位弹簧的作用下进行预复位[14-15]。

(4)取出制品后，合模，开始下一次注塑。

4 结论

(2)内螺纹自动脱模机构设计。