田利民

（上海辰晟源電子科技有限公司，上海 200030）

1 塑件分析

如圖1所示，該塑件是一個(gè)推拉瓶蓋，材料為PP。為了保證瓶蓋的密封性，外觀美觀性，瓶蓋的密封環(huán)和螺紋不允許變形，故而該塑件只能采用旋轉(zhuǎn)螺紋型芯脫模的形式，而不能采用強(qiáng)制脫模。從圖1中可以看到，由于蓋頂部的凸臺(tái)是偏心的，整體型芯無法旋轉(zhuǎn)，必須將型芯分解以后才能實(shí)現(xiàn)螺紋部分的旋轉(zhuǎn)脫模，因而對(duì)模具的設(shè)計(jì)提出了特殊的要求。

圖1 推拉瓶蓋塑件

旋轉(zhuǎn)脫模的結(jié)構(gòu)形式有多種，電機(jī)經(jīng)蝸輪蝸桿變速后旋轉(zhuǎn)脫模，液壓齒條齒輪以及液壓馬達(dá)旋轉(zhuǎn)脫模等，但這些脫模結(jié)構(gòu)都需要另加動(dòng)力，或者需要具有液壓輔助接口的注塑機(jī)，同時(shí)還要增加電氣液壓控制電路，對(duì)使用者有一定的要求。為此，采用了一種新的旋轉(zhuǎn)脫模方式，即由多頭大螺距螺桿驅(qū)動(dòng)螺母，使螺母旋轉(zhuǎn)，螺母上的齒輪帶動(dòng)型芯齒輪旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)塑件旋轉(zhuǎn)脫模的目的。

2 模具結(jié)構(gòu)及開模程序

（1）模具結(jié)構(gòu)簡圖如圖2所示，模具為一模四腔，點(diǎn)澆口。成型部分與一般模具差不多，只是蓋子上的3個(gè)密封柱是處于定模型腔，其外圓柱端部有一圈凸起的密封環(huán)，直接脫模將損傷密封環(huán)，故而先將3個(gè)小型芯脫出，然后再脫出定模型腔，這樣就保證了密封環(huán)的完整不變形。其次由于塑件的螺紋包緊力很大，為了減輕螺桿螺母的受力，設(shè)計(jì)了兩套脫模機(jī)構(gòu)，每套負(fù)責(zé)兩個(gè)塑件的脫模。

圖2 模具結(jié)構(gòu)

（2）該模具與傳統(tǒng)模具結(jié)構(gòu)有所區(qū)別，一共設(shè)計(jì)了6個(gè)分型面，模具的各分型面開模程序以及作用如下：

注射成型完成后注塑機(jī)打開，模具首先打開第二、第六分型面，拉斷澆口（二）、內(nèi)型芯8與螺紋型芯套7分離一段距離，這樣螺紋型芯就可以不受干擾的旋轉(zhuǎn)了；注塑機(jī)模板繼續(xù)向后運(yùn)動(dòng)，模具上的拉桿導(dǎo)柱拉動(dòng)第一分型面，將澆口流道從澆口套中拉出，機(jī)械手下降取出澆口廢料；此后定、動(dòng)模板（第三分型面）打開，多頭螺桿隨定模板移動(dòng)，驅(qū)動(dòng)多頭螺母旋轉(zhuǎn)，螺母上的齒輪帶動(dòng)螺紋型芯套上的齒輪一起旋轉(zhuǎn)，而塑件由于止轉(zhuǎn)圈的限制無法跟轉(zhuǎn)，所以只能上升；同時(shí)第五分型面在彈簧的作用下也打開，使得止轉(zhuǎn)圈也跟著塑件一起上升，不會(huì)脫離塑件而造成塑件的損壞；最后當(dāng)塑件上的螺紋完全離開螺紋型芯套時(shí)，此時(shí)模具外面的擋塊10起作用，打開第四分型面，使得塑件處于自由狀態(tài)，可由機(jī)械手上的真空夾具將塑件取出，開模程序到此結(jié)束。需要注意的是，模具運(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí)多頭螺桿必須處于螺母內(nèi)，否則將影響模具的合模，并可能損壞模具。

（3）模具的大部分分型面都是以彈性元件為動(dòng)力來打開的，為了各分型面的打開順序正確，需根據(jù)順序要求對(duì)各彈性元件的壓力作精細(xì)設(shè)計(jì)，以保證其壓力能保證各分型面的打開順序，也可以在裝配后的上機(jī)調(diào)試時(shí)進(jìn)行調(diào)整彈性元件。

3 多頭螺桿和多頭螺母結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）多頭螺桿的設(shè)計(jì)。多頭螺桿的設(shè)計(jì)要遵循幾個(gè)原則：一是螺距的確定，即螺距的大小要在一定長度內(nèi)（受到注塑機(jī)的最大閉合距離影響），保證螺母有足夠的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，同時(shí)又盡可能減小對(duì)螺母的壓力；二是強(qiáng)度要求，在螺距確定后，再來選擇確定螺紋的頭數(shù)、螺桿的直徑以及使用的材料和合適的熱處理。一般螺紋的頭數(shù)在5～9，采用T型螺紋，材料一般選用韌性好且可以熱處理強(qiáng)化的為宜，熱處理硬度為50HRC。

（2）多頭螺母的設(shè)計(jì)。螺母的長度在模具總高范圍內(nèi)盡可能長，以保證開模距離為最大，方便塑件的取出；螺母的材料要耐磨，要有足夠的韌性，一般采用鈹青銅或磷青銅。

（3）軸承的設(shè)計(jì)。由于螺桿在運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)螺母產(chǎn)生很大的軸向力，為保證機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定運(yùn)行，在螺母的兩端設(shè)計(jì)安裝一對(duì)圓錐滾柱軸承，以吸收軸向力并保證螺母運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定。

（4）齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)。齒輪模數(shù)的確定必須保證有一定強(qiáng)度，傳動(dòng)比應(yīng)根據(jù)螺母的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)和塑件上螺紋的圈數(shù)來確定，應(yīng)稍多于塑件的螺紋圈數(shù)。

（5）螺紋型芯套的設(shè)計(jì)。螺紋型芯套的上下兩端都裝有軸承，在下端還裝有推力軸承，以承受注射產(chǎn)生的軸向力，這樣設(shè)計(jì)的好處是型芯套和型芯的配合可以有一定的間隙，只要前端的錐面密合就可以達(dá)到密封的效果，等第五分型面打開后型芯套和型芯間完全不接觸，因此型芯套的旋轉(zhuǎn)對(duì)型芯就沒有任何影響了。

4 模具使用中需要注意的問題

模具安裝到注塑機(jī)上，最關(guān)鍵的問題是開模距離必須調(diào)整到設(shè)計(jì)要求，即必須保證機(jī)床在停止位置時(shí)，模具的所有分型面打開且多頭螺桿至少位于螺母的1/5長度處，這樣再次合模時(shí)螺桿能順利地驅(qū)動(dòng)螺母而不會(huì)損壞模具。

5 結(jié)束語

本模具投入生產(chǎn)已有一段時(shí)間，由于模具設(shè)計(jì)合理，傳動(dòng)系統(tǒng)簡單可靠，材料選取和處理得當(dāng)，生產(chǎn)的塑件質(zhì)量仍然完全達(dá)到要求。因此多頭螺桿旋轉(zhuǎn)脫模是一種結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、節(jié)約能源的旋轉(zhuǎn)脫模機(jī)構(gòu)，值得推廣使用。