摘 要：本文重點(diǎn)介紹如何鎖緊螺母脫模機(jī)構(gòu)及模具結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：鎖緊螺母 工作過(guò)程 改造 制造要點(diǎn)

塑料制件中，很多工業(yè)產(chǎn)品均存在內(nèi)外螺紋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，脫螺紋機(jī)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)構(gòu)動(dòng)轉(zhuǎn)換效率較低，容易磨損且時(shí)常發(fā)生卡滯現(xiàn)象。解決塑件脫模一直是一道難題。一般來(lái)講，塑件上的螺紋分外螺紋和內(nèi)螺紋兩種。外螺紋成形比較容易，通常是由滑塊來(lái)成形，成形后打開(kāi)滑塊，即可取出塑件。也可以采用活動(dòng)型環(huán)來(lái)成形外螺紋，成形后塑件與活動(dòng)型環(huán)一起從模具內(nèi)取出，然后在模外旋轉(zhuǎn)脫下活動(dòng)型環(huán)，得到帶外螺紋的塑件。塑件上的內(nèi)螺紋成形時(shí)，受到模具空間的限制。因此其脫模方式較為復(fù)雜，常見(jiàn)的形式有活動(dòng)型芯模外脫螺紋、強(qiáng)制脫螺紋、內(nèi)側(cè)抽脫螺紋、模內(nèi)旋轉(zhuǎn)脫螺紋等。活動(dòng)型芯模外脫螺紋生產(chǎn)效率低，但模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適應(yīng)小批量生產(chǎn)；自動(dòng)脫螺紋效率高，質(zhì)量穩(wěn)定，適應(yīng)大批量生產(chǎn)。在自動(dòng)旋轉(zhuǎn)脫螺紋模具結(jié)構(gòu)中，必須解決結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性、穩(wěn)定性及實(shí)用性等問(wèn)題。

一、塑件分析

筆者所在學(xué)校外接鎖緊螺母產(chǎn)品，如圖1所示。制品的原材料為ABS工程塑料。ABS樹(shù)脂是五大合成樹(shù)脂之一，其抗沖擊性、耐熱性、耐低溫性、耐化學(xué)藥品性及電氣性能優(yōu)良，還具有易加工、制品尺寸穩(wěn)定、表面光澤性好等特點(diǎn)，并有較好的成型工藝性，材料的收縮率為0.5℅。該產(chǎn)品無(wú)特殊要求，外觀表面不得有縮水、氣泡、流痕及拉傷等缺陷。根據(jù)塑件分析及用戶(hù)產(chǎn)量的要求，模具結(jié)構(gòu)采用一模兩腔的設(shè)計(jì)，但原先所設(shè)計(jì)的模具結(jié)構(gòu)一直存在著成型后的產(chǎn)品難以取出的問(wèn)題。

圖1 鎖緊螺母

二、模具的結(jié)構(gòu)分析

1.原來(lái)的模具結(jié)構(gòu)的分析及工作過(guò)程

根據(jù)圖2所示的模具結(jié)構(gòu)，模架采用標(biāo)準(zhǔn)BI型。產(chǎn)品的分模面在臺(tái)階處，成形螺紋塑件時(shí)，先將活動(dòng)型芯放入模內(nèi)，成形后將塑件與活動(dòng)型芯一起從模內(nèi)取出，再旋轉(zhuǎn)脫出活動(dòng)型芯，得到帶內(nèi)螺紋的塑件。這種脫模方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但生產(chǎn)效率低，操作工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，只適用于小批量生產(chǎn)。該模具在生產(chǎn)過(guò)程中，不能利用模具直接頂出，必須通過(guò)操作人員用手工的方法將產(chǎn)品取出，這樣對(duì)產(chǎn)品的外觀要求難以保證，主要的是生產(chǎn)效率較低，從而增加了生產(chǎn)的成本。通過(guò)對(duì)模具結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的分析，依客戶(hù)對(duì)該產(chǎn)品的要求，結(jié)合加工的實(shí)際情況，我們對(duì)該模具結(jié)構(gòu)作了改造。

圖2 原模具結(jié)構(gòu)圖

1-定位圈 2-澆口套 3-緊固螺釘 4-定模座板 5-定模板

6-螺紋活動(dòng)型芯 7-動(dòng)模板 8-頂桿 9-支承塊 10-頂針固定板

11-頂針底板 12-垃圾釘 13-動(dòng)模座板

2.改造后的模具結(jié)構(gòu)及工作原理

改造后的模具與原來(lái)設(shè)計(jì)的模具結(jié)構(gòu)大致相同，其主要區(qū)別在模具的頂出結(jié)構(gòu)作了較大的改動(dòng)。原來(lái)成形螺紋塑件的模具，先將活動(dòng)型芯放入模內(nèi)，成形后將塑件與活動(dòng)型芯一起從模內(nèi)取出，再旋轉(zhuǎn)脫出活動(dòng)型芯，得到帶內(nèi)螺紋的塑件，改造成依靠用馬達(dá)帶動(dòng)齒輪，齒輪再帶動(dòng)螺紋型芯，通過(guò)齒輪使螺紋型芯旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)螺紋自動(dòng)脫螺紋機(jī)構(gòu)模具。對(duì)于內(nèi)螺紋脫模機(jī)構(gòu)，塑件外表面或端面必須設(shè)計(jì)止轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。使用旋轉(zhuǎn)方式脫螺紋，塑件與螺紋型芯或型環(huán)之間除了要有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)以外，還必須有軸向的移動(dòng)。如果螺紋型芯或型環(huán)在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，塑件也隨著一起轉(zhuǎn)動(dòng)，則塑件就無(wú)法從螺紋型芯或型環(huán)上脫出。為此，在塑件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)特別注意，塑件上必須帶有止轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。

3.模具的制造要點(diǎn)（如圖3所示）

（1）模具在工作中由于塑料的填充和流動(dòng)要承受較大的壓應(yīng)力和摩擦力，模具型腔用鋼的基本性能要求足夠的表面硬度和耐磨性。

（2）螺紋型芯及傳動(dòng)軸，應(yīng)選用強(qiáng)度剛性較好和良好的熱穩(wěn)定性的材料（如42CrMo）。

（3）螺紋型芯旋進(jìn)的限位應(yīng)選用臺(tái)階端面，而不可用錐面限位。

（4）螺紋型芯與螺母鑲件的螺紋配合部分，其旋向應(yīng)與成型產(chǎn)品一致，螺距相等，并且保證有足夠的長(zhǎng)度。

（5）脫螺紋機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)順暢，齒輪的材料應(yīng)有較好的強(qiáng)度和耐磨性，齒輪與傳動(dòng)軸的配合良好。

（6）為使傳動(dòng)平穩(wěn)，在滿(mǎn)足齒輪強(qiáng)度條件下，盡量取較多的齒數(shù)和較小的模數(shù)。

三、模具工作過(guò)程

模具合模后安裝在臥式注塑機(jī)上，在一定的注塑壓力的作用下，通過(guò)噴嘴將塑料熔體沿澆注系統(tǒng)均勻地注塑到模具的型腔中，并將型腔中的氣體從分型面上所開(kāi)設(shè)的排氣槽以及定模鑲件的間隙中排出，完成注塑過(guò)程。在循環(huán)冷卻系統(tǒng)的作用下，熔體在型腔中冷卻成型。開(kāi)模時(shí)，定模部分固定在注塑機(jī)的定模連接板上不動(dòng)，注塑完成后，保壓、冷卻后開(kāi)模，動(dòng)模部分向后移動(dòng)時(shí)，模具首先在推板5與推板6處分型，開(kāi)模過(guò)程完成后，注塑機(jī)頂桿頂出，推板6向前移動(dòng)，同時(shí)油壓馬達(dá)帶動(dòng)鏈輪鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)螺紋型芯，頂出機(jī)構(gòu)將推板6向外推出，使塑件脫開(kāi)螺紋并完全脫離螺紋型芯7，完成脫模動(dòng)作。然后合模，注塑開(kāi)始，進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán)。

四、注意事項(xiàng)

在開(kāi)模之前，必須嚴(yán)格控制時(shí)間，讓螺紋型芯和斜抽芯完全脫離塑件。

在確定齒輪齒數(shù)時(shí)，相互嚙合的齒輪其齒數(shù)應(yīng)為質(zhì)數(shù)關(guān)系，以避免因頻繁接觸、摩擦、撞擊而導(dǎo)致的失效集中在幾個(gè)齒輪上。

為了提高模具的勞動(dòng)生產(chǎn)率，防止因摩擦發(fā)熱而發(fā)生故障，齒輪和鏈條都必須及時(shí)加油潤(rùn)滑。

對(duì)模具采用油壓馬達(dá)帶動(dòng)鏈輪鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)塑件成型后的自動(dòng)脫螺紋過(guò)程無(wú)疑是一種比較先進(jìn)的、安全的和穩(wěn)定的機(jī)構(gòu)。對(duì)此結(jié)構(gòu)自動(dòng)脫螺紋塑件的注塑模具的設(shè)計(jì)，模具自放產(chǎn)以來(lái)動(dòng)作穩(wěn)定可靠，制品脫模安全順利，塑件質(zhì)量符合質(zhì)量要求，大大提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性，達(dá)到了預(yù)期的效果。

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（作者單位：廣東省機(jī)械高級(jí)技工學(xué)校）