典型自动脱螺纹注射模设计
1、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，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。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、稳定性及实用性等问题。下面所述的链条传动自动脱螺纹模具结构，经长期使用，模具结构稳定、可靠，生产效率高，产品达到实用要求。现将此模具结构介绍如下。
2、塑件分析
图1所示产品为润滑油壶瓶盖，材料为PP，产品特点是采用矩形螺纹，有防伪圈和止转槽设计，产品外观要求较高，且需求量大。另外，瓶盖是由自动灌装线机器旋盖，所以对产品尺寸及螺纹精度要求较高，强行脱螺纹模具结构无法达到产品使用要求，必须采用自动旋转脱螺纹模具结构。
3、模具结构及工作过程
根据塑件分析及用户生产要求，模具设计为1模8腔，采用热流道针阀式点浇口进料，用减速电机通过链条传动完成自动脱螺纹，模具结构如图2所示。
图2模具结构1.小链轮2.链条3.电机4.电机支架5.限位螺钉6.弹簧7.顶杆8.水孔9.钢管10.密封圈11.冷却型芯12.动模板13.垫板14.垫块15.大链轮16.止推轴承17.垫板18.一次推板19.止转圈20.螺纹型芯21.型腔板22.垫板23.垫块24.定模板25.定位圈26.主流道27.分流板28.隔热垫29.热喷嘴30.斜导柱31.哈夫块32.定位圈33.二次推板34.销钉35.螺钉36.张紧轮
3.1模具工作过程模具首先从Ⅰ—Ⅰ面分型，同时靠斜导柱拉开哈夫块，完成塑件防伪圈外凹部分的脱出，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，与此同时，Ⅱ—Ⅱ分型面依靠弹簧弹力开始分型，并依靠止转圈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，注射机顶出机构运动，通过顶杆顶动二次推板，使模具从Ⅲ—Ⅲ面分型，完成塑件防伪圈内凹部分的脱模，使塑件从模具中脱出，完成一个生产周期。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。3.2浇注系统设计由于塑件生产量较大，且质量要求高，设计时采用了热流道针阀式点浇口浇注系统。因热流道是借助于加热、绝热和温控手段将熔融塑料输送至模具型腔内，所以流道内部压力损耗小，熔体流动性好，密度均匀，塑件内应力降低，变形程度大为减弱，尺寸稳定性则显著提高。另外，热流道无流道废料，大大降低了生产成本，针阀式喷嘴自动切断浇口，提高了生产效率。综上所述，对于大批量生产的塑料制品，热流道的选用是非常合理的选择。3.3模具的冷却为提高生产效率，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。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。定模型腔的冷却，采用8处直通水路，外部用软管连接形成循环，进行定模冷却。3.4模具材料选择由于瓶盖模具生产量大，脱模需旋转运动，模具对抛光没有特殊要求，所以模具材料应选用高耐磨性、淬透性材料。模具工程师微信：mujuren 据此，模具设计时对于关键零件选用了ASSAB公司的CALMAX635材料，热处理硬度56～60HRC，通过使用，效果较为满意
4、模具传动部分设计
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。4.1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150mm之间较为合理。通过对链轮的校核，设计时采用了链节距p=15.875，齿数z1=23的链轮，链轮的节圆直径D为：D=P/sin(180°/23)=15.875/sin(180°/23)≈117mm，可以满足模具设计中心距150mm的要求。为增加链轮的啮合齿数，使传动更加平稳，设计时增加了两处张紧轮36，使用效果良好。4.2电机转速及轴承的选择因塑件旋转5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5s完成一次旋转脱模计算，大链轮的转速应在60r/min。链轮的传动比为：i=n1/n2=z2/z1，如设定传动比i≈0.5，则小链轮z2≈11，n2≈120r/min，所以选用减速电机的转速应在120r/min左右。
由于此模具使用的轴承既要起到定心的作用，又要承受注射压力对螺纹型芯的轴向推动作用力，所以轴承选用时必须同时承受径向载荷和轴向载荷，因向心推力滚子轴承可以同时满足上述条件，故设计时选用了此类轴承。
5、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。