含内外螺纹管接头注射模设计

吴升富

（中山职业学院，广东 中山 528400）

0 引言

塑件上的螺纹一般分为内螺纹和外螺纹，对于外螺纹，一般用2 个滑块成型或用定模板和动模板各成形一半；对于内螺纹成型脱模，有3种不同的方法：成型后强制脱模、人工脱模、自动脱模。强制脱模仅适用于材质较软的塑件；人工脱模是通过人力旋转螺纹型芯或塑件，使内螺纹脱模，这种脱模结构简单，但效率低，且劳动强度大，不适合大批量生产。自动脱模是在模具上安装液压电机（或液压缸）、齿轮机构、蜗轮蜗杆等组成内螺纹的脱模机构，使螺纹型芯自动旋转，成型塑件自动脱模。自动脱模机构的结构复杂，但由于其运行动作稳定可靠，能够使塑件上的内螺纹实现自动脱模，应用较为广泛。现以含内、外螺纹的管接头为例，介绍成型其模具的结构。

1 塑件结构分析

管接头塑件呈圆筒状，高度为149 mm，最大外径为φ69 mm，壁厚为3 mm，如图1 所示。塑件两端都有螺纹，其中一端为外螺纹，规格为M64 mm，长度为18 mm；另一端为内螺纹，规格为M24 mm，长度为16 mm。塑件的材质为ABS，属于硬质材料，内、外螺纹都不能强制脱模[1-2]。在塑件两端的外表面各均匀分布4 条加强筋，加强筋的作用除了加强塑件强度外，在内螺纹脱模时，还能防止塑件跟随内螺纹型芯一起旋转。

图1 塑件结构

2 浇注系统设计

根据螺纹管接头的结构，采用两板模的浇注系统，将浇口设在待成型塑件外表面R曲面的边线处，采用潜伏式浇口进浇，如图2（a）所示。如果主流道过长，则其直径会相应变大，需要较长时间才能使主流道中的熔料冷却，因此该模具的分型面适合设置在塑件圆弧处。主流道位于浇口套中，分流道位于动模板上表面，在主流道的正下方设置冷料穴，并将冷料穴的侧壁设置10°的斜度，由该斜度从主流道中将浇口凝料拉出。当成型塑件的2个滑块分开时，流道凝料与塑件连在一起，为了消除塑件表面的熔接痕，将分流道的两端稍微延长，如图2（b）所示。

图2 浇注系统设计

3 模具结构设计

根据塑件的结构及大批量生产的要求，模具采用1 模2 腔结构，塑件的内螺纹在位于定模的内螺纹型芯上成型，为了使内螺纹自动脱模，在定模侧安装“液压缸+齿轮齿条+齿轮传动+螺纹螺母”的传动机构。塑件的外螺纹与外圆柱面由2块滑块对碰成型，2 块滑块的滑槽开设在推件板上。由于塑件为管接头，内部中空，在脱模时适合采用推件板从型芯上推出，而不使用推杆推出[3-4]，模具结构如图3所示。

图3 模具结构

模具工作过程如下。

（1）注射完成后，在定模与动模打开前，液压缸32 的活塞杆收缩，驱动齿条16 运动，齿条16 驱动主动齿轮15 旋转，主动齿轮带动2 个螺纹型芯21 旋转，在螺纹螺母机构作用下，螺纹型芯21一边旋转，一边上升，使塑件内螺纹脱模。

（2）塑件内螺纹脱模后，动、定模分开，与此同时，斜导柱27 驱动2 个滑块24 脱模，此时塑件与流道凝料留在型芯25上。

（3）注塑机滑块驱动模具推出机构（推板2、推杆固定板3、推杆7、推件板8、推件板镶件9 等）运动，将塑件与流道凝料从型芯25上推出。

（4）注塑机滑块撤消施加在模具推出机构上的力，复位弹簧30驱动模具的推出机构复位。

（5）在注塑机滑块的作用下，动、定模开始合模，在合模过程中，2个滑块24同时复位。

（6）模具完全复位后，即可注射下一个塑件。

4 滑块结构设计

塑件上的外螺纹与外圆柱面采用斜导柱+弹簧+滑块脱模，如图4 所示。由于滑块体积较小，也为了加强滑块的强度，采用整体结构。塑件圆弧曲面与内螺纹所对应的外圆柱面由定模成形，因此滑块的高度低于塑件在模具中的高度。为了使滑块的运动平稳，在滑块上设置2根弹簧，当开模时，由2根弹簧将滑块推开。为了延长滑块的使用寿命，滑块的斜面应安装耐磨片，滑块材料为718，滑块上的型腔壁需氮化处理[5-6]。

图4 滑块设计

5 内螺纹脱模结构设计

模具结构的重点是使内螺纹自动脱模，方法是在内螺纹型芯上设置齿轮和螺纹螺母机构中的螺纹结构，如图5（a）所示，并在模具上安装液压缸、齿条16、小齿轮18、主动齿轮15 和螺母20 等，由1 个主动齿轮15 同时带动2 个螺纹型芯21 旋转，如图5（b）所示。在螺母20 的作用下，螺纹型芯一边旋转一边沿轴线方向上升，使塑件内螺纹脱模[7-8]。

图5 自动脱模机构

6 推出系统设计

根据塑件的结构，采用推件板将塑件推出，如图6 所示。推出系统包括推板2、推杆固定板3、推杆7、推件板8、推件板镶件9、限位柱29、复位弹簧30、复位杆31 等。当动模与定模分开时，2 个滑块24 同步分开，然后注塑机滑块驱动模具的推板2 和推杆固定板3运动，使推杆7驱动推件板8与推件板镶件9 运动，并由推件板镶件9 将成型塑件从型芯上推出。应注意的是推件板8 与推件板镶件9 必须一起运动，因为在推件板镶件9 上没有设置专门的导柱导套，否则推件板镶件9 在运动过程中容易出现卡滞现象[9-10]。

图6 推出系统

7 冷却系统设计

定模采用直通式冷却水路，用四边形水路将2个型腔包围。由于定模型腔为镶件结构，水管接头安装在定模板侧面，如图7（a）所示；由于2个滑块是塑件外螺纹与外圆柱面的成型零件，并且尺寸较大，为保持模具温度均匀，在滑块上设计冷却水路。根据塑件结构，滑块适合采用“直通与水井”相结合的水路，每个滑块各设置3个水井，并用直通水路将3 个水井串联[11-12]，如图7（b）所示。2 个动模型芯呈圆柱形，适合采用隔片式水井水路，水井的直径为φ16 mm，通过动模型芯底部的垫板连接水管接头。

图7 冷却系统设计

8 结束语

为了使成型塑件的内螺纹脱模，将液压缸、齿轮齿条机构、齿轮传动机构、螺纹螺母机构等安装在模具上，组成内螺纹自动脱模机构，在液压缸活塞杆的作用下，螺纹型芯一边旋转一边上升，使内螺纹脱模。针对该管接头，采用1 模2 腔的两板模结构。自批量生产以来，模具动作稳定可靠，成型的塑件合格率高。