内牙抽芯注塑模结构改进设计

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发表于2014年8月深圳模具杂志第157期宝山技工学校机械一体化教师：刘巧明

内牙抽芯筒注塑模改进设计

张丽娟刘巧明

【摘要】根据塑件的结构工艺特点和客户要求。合理的设计了内牙抽芯结构，并在螺纹型芯里面设计了运水结构，降低了产品的冷却时间，大大改善了塑件的缩水的缺陷，改变了传统的内牙抽芯装不了运水的现象。

【关键词】内牙抽芯；哈夫结构；模具结构；螺纹型芯冷却

中图分类号：TQ320.66 文献标识码：B 【abstractThe】under the plastic structure technical features and customer requirements. Reasonable design of core-pulling teeth structure, core design, and the structure of water, lowered cooldown, much improved shrink defects of plastic parts, has changed the traditional inner core-pulling teeth can not load water

【Keyword】Inner core-pulling teeth; the Tiger structures; mold structure

引言：

塑料制件中，很多工业产品及民用产品均存在内外螺纹的设计，同时壁厚较厚而且不均匀，解决塑件螺纹脱模和型芯冷却问题是此类模具设计和改进的关键。一般来讲，螺纹较深、树脂强度高、螺纹精度要求高的塑件，必须采用旋转脱出的方法。在自动旋转脱螺纹模具

结构中，必须解决结构设计的可靠性、稳定性及塑件的变形小等问题。对于壁厚较厚的塑件且采取后模型芯冷却一直是个难题，本文所述的链条传动自动脱螺纹模具结构和螺纹型芯冷却方式，就是谁针对此类模具进行的改进，经使用，模具结构稳定、可靠，产品达到实用要求。

1.产品结构图

图1-1 产品实物图

图1-2 产品图纸

2. 塑件工艺分析

此产品是南非客户的订单，指定进胶点（图1-2箭头所示）。对产品要求：胶料是ABS15A1，颜色为白色，外观纹面是YS9283B,产品内外不能有明显的缩水变形和超过0.02mm的段差。

经过综合评估，产品的难点就在缩水这方面，壁厚不均匀，在分型面的中间胶位最厚的部分有6.6mm厚。由于内面结构不能更改，客户指定要自动脱牙，即后模芯子要转动脱牙，是否做螺纹型芯冷却是个疑点，在未进前我们采取了常规的冷却设计形式，产品的冷却就是用吹气方式也要10分钟以上，还不能保证无缩水变形，因此后模芯子就是想方设法也要运水上去至塑件顶面冷却，否则无法生产。3.改进前模具结构设计

根据对塑件的结构和成型工艺的分析，结合注塑机的容量和中小批量生产的的需要，选用一模一腔的模具结构，前模哈夫出扣位和牙

位，后模塑件减速电机内牙链传动脱牙，模架选用S50C,型号为DDI2730-A130*80C150英制模架。模具生产量不是很大，脱模需旋转运动，模具对抛光没有特殊要求，所以模具材料选用高耐磨性、淬透性材料。据此，模具设计时对于关键零件选用了LKM2344热作模具钢材料，热处理硬度56～60HRC。

3.1 分型面选择

分型面的选择，主要是考虑到塑件的形状，外部有牙位和倒扣槽及中间的凸胶位，里面有内牙抽芯位,为了保证客户提出的段差不能有0.02mm.分型面如图所示，前模两个哈夫分型，为了脱外牙和倒扣槽位。后模在塑件的圆底面分型。

图3-1分型面设计

3.2 浇注系统设计

根据客户要求采用一模一腔，同时尺寸稳定性要求较高，本产品

采用点浇口，位置设计在客户指定的进胶点，详见图3-2 。

图3-2 浇注系统设计

3.3 冷却系统设计

为提高生产效率，防止塑件变形，并防止模具零件因热胀原因引起的咬死现象，模具的冷却系统必须充分可靠。改进前模具采用常规前后模共同冷却的形式，详见图3-3-1。

图3-3-1后模镶件冷却分布图

图3-3-2前模哈夫块冷却分布图

图3-3-3前模哈夫块冷却分布图

3.4脱模系统

3.4.1脱模系统设计

本产品存在内外螺纹的设计，解决塑件螺纹脱模问题是此类模具设计的关键。一般来讲，处理塑件螺纹问题有2类方法：一类是在塑件及树脂允许的情况下，采用强行脱出的方法；一类是螺纹较深、树脂强度高、螺纹精度要求高的塑件，必须采用旋转脱出的方法。在旋转脱螺纹结构中又分为手动脱出和自动脱出2种，手动脱螺纹生产效率低，但模具结构简单，适应小批量生产；自动脱螺纹效率高，质量稳定，适应大批量生产。此塑件壁厚约6.55mm，材料是ABS工程塑料，因链条传动运动中没有滑动，传动尺寸比较紧凑，不需要很大的张紧力，作用在轴上的载荷较小，效率较高，比较适合模具中传动的

要求，而且市场上链条、链轮、电机采购方便，不需要专门加工，所以在传动设计中采用了链条传动。故本模具前模采用哈夫出扣位和牙位，后模采用链条传动自动脱螺纹结构。

3.4.2链轮和链条的确定

模具型腔中心距及链轮参数的确定考虑模具型腔尺寸及结构设计尺寸的综合因素，型腔之间的中心距应在250mm之间。通过对链轮的校核，设计时采用了链节距p=15.875，从动齿数z1=23的链轮，节圆直径75mm.

3.4.3减速电机转速的确定

电机转速选择因塑件旋转8圈即可将螺纹脱出，为保证模具的正常使用寿命，螺纹型芯的转速不宜太快，所以设计时按每10s完成一次旋转脱模计算，大链轮的转速应在48r/min。链轮的传动比为：i=n1/n2=z2/z1，如设定传动比i≈0.7，则主动链轮z2≈17，n2≈66r/min，所以选用减速电机的转速应在66r/min左右。

3.5 改进前模具结构图

改进前模具结构详见图3-5，各部分名称：1.唧嘴（浇口套）2.定模座板 3.水口板 4.定模镶件 5.A板 6.左右哈夫块（左右行块）7.塑件 8.斜导柱导块 9.后模镶件 10.后模芯套 11.螺纹型芯 12.弹簧 13.从动链轮轴 14.B托板 15.复位杆 16.撑头 17.顶针面板18.顶针底板 19.动模座板 20.从动链轮 21.轴承 22.链条 23.电机支架 24.主动链轮 25.减速电机 26.B板 27.行位压块 28.哈夫块冷却水道 29.斜导柱 30.斜导柱压块 31.弹簧、弹簧孔 32.镶针固定

板 33.前模镶针 34.哈夫块导轨 35.导柱导套 36.导柱 37.螺栓 38.托铁39.小限位拉杆 40.双限位拉杆 41.拉料杆限位螺丝

图3-5 改进前模具结构图

3.6开模过程分析

模具工作过程模具首先从Ⅰ—Ⅰ面分型，在此处取出料把，之后Ⅱ—Ⅱ分型面依靠弹簧弹力开始分型，同时靠斜导柱拉开哈夫块，完成塑件外周部分的脱出，并使塑件留在动模部分。然后电机开始转动，通过链轮、链条带动螺纹型芯转动，同时在Ⅲ—Ⅲ面分开，从而实现边旋转边后退，与此同时，并依靠弹簧12的弹力使B板26推动后模镶件9 和后模芯套10顶住塑件起防止塑件与螺纹型芯共同旋转的作用。当螺纹完全脱出后，手工从模具中取下塑件，完成一个生产周期。

Ⅰ—Ⅰ面分型和Ⅱ—Ⅱ分型面通过限位拉杆41进行限位，Ⅲ—Ⅲ面分开通过小拉杆39限位，需要注意的是，Ⅱ—Ⅱ面分型时弹簧的压力应适中，压力过大易造成螺纹最后一扣破坏，压力过小则分型面不易打开，可以通过提高运动件的制造精度，调整弹簧压缩量来进行调节。

4. 试模发现问题

试模后发现虽然能够脱模，但脱牙困难，冷却时间过长，约需10-15分钟以上，零件变形严重，无法满足尺寸和公差要求，生产率低，故需对螺纹型芯进行冷却。

5. 改进后型芯冷却设计

5.1 型芯冷却设计

因螺纹型芯经常处于旋转状态，无法直接冷却，所以模具设计时在螺纹型芯中心部分增加冷却型芯，通过铜管将冷却水引入型芯，形

成环流，较好地完成了螺纹型芯的冷却，改进后增加铍铜管42、铜管固定板43和4个支撑螺栓，通过铍铜管前部削扁止转，详见图5-1。

图5-1改进后模具结构图

5.2 改进前后对比

改进后只对原结构少部分结构做了修改加工，如图5-3所示，因中间打孔，故对从动链轮轴13重新加工，对螺纹型芯进行改进加工，铍铜通过车床加工，过水孔通过钻孔加工，见图5-2，基本没有造成浪费，但是改进后零件后尺寸脱模时间大大缩短，约3分钟完成脱模，零件精度大大提高。

图5-2铍铜管零件图

图5-3改进后需要变更尺寸的零件

结束语：

在众多脱螺纹模具结构中，通过比较，此种设计结构紧凑，运转平稳，传动、冷却等方面都达到较好的设计效果，是一种值得推广的、较好的典型自动脱螺纹模具结构。

【参考文献】

[1] 朱光力,万金保.《塑料模具设计》清华大学出版社 ,2009.

[2] 王成.螺纹旋转脱模内螺纹塑件注塑模设计[J]工程塑料应用.2013.

[3] 张维合.《注塑模具设计实用手册》化学工业出版社，2011.

[4] 姚起剑，应进.典型自动脱螺纹注射模设计[J]模具制造，2002.