内螺纹回转体塑件注射件退螺纹机构探研

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【摘要】：本文主要通过分析塑件结构，并对常规内螺纹塑件的脱模机构中退螺纹机构的分析总结，充分利用注射机上液压系统，研究设计一种经济实用操作简单的全新退螺纹机构。模具结构紧凑，推出可靠，安装操作方便，成型塑件质量好，生产效率高。

【关键词】：内螺纹，退螺纹机构，注塑模

引 言：注射成形是现在成形热塑性制品的主要方法，因此应用范围很广。它是把塑料原料（一般为经过造粒、染色、加入添加剂等处理后的颗粒料）放入料筒，经过加热融化，使之成为高粘度的流体――称为“熔体”，用柱塞或螺杆作为加压工具，使熔体通过喷嘴以较高的压力注入模具的型腔中，经过冷却、凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。注射成形过程分为：塑化过程――充模过程――冷却凝固过程――脱模过程组成。塑件在型腔内固化后，必须用机械的方式把它从型腔中取出。这个动作要由“脱模机构”来完成。不合理的脱模机构将造成塑件滞留型腔，塑件受到损伤，影响塑件质量，且塑件的几何形状是千变万化的，所以必然要采用最有效的和最适当的脱模方式。因此，脱模机构的设计也是注射模设计中的一个主要环节。对于内螺纹回转体，脱模机构的难点和关键点就是退螺纹机构。

1 塑件结构分析

图1 所示塑件为某包装盒盒盖，材料为PE（ 聚乙烯）。盒盖主体外侧均布4个侧凸防滑筋，盒盖顶部有凹下一平面用于后工序商标编号标示。瓶盖与包装盒体连接采用三头完全内螺纹（螺纹深度至根部），有效达到密封的同时，实现了安装的便捷。是典型的带侧凸的

内螺纹回转体注射件。见图1。此类零件的注射模设计不同其他的特点：1）内螺纹，这种结构必须要在模具中增加螺纹镶嵌件，模具设计中必须考虑镶嵌件与零件的分离问题。2）一模四腔，如果要达到自动卸料的目的，模具设计中必须解决各螺纹型芯的同步协调。螺纹孔相当于侧凹结构，常采用旋出机构脱模，即退螺纹，本文主要研究其退螺纹机构的设计。

2 常规退螺纹机构简介

2.1手动退螺纹

即作螺纹型芯，在注射完成后，塑料制品包裹在螺纹型芯上，随塑件制品一并由顶出机构从模具型腔中被顶出，然后手工卸螺纹。这种方法的特点是：模具结构相对简单，加工容易，成型各过程相互协调简便，工人容易操作，但是靠手工卸螺纹型芯，生产效率较低，从经济成本上来看，模具成本适宜，但是单件劳动力工时偏高，不利于产品成本控制。所以这种结构在大批量生产中不宜采用。

2.2自动退螺纹

自动退螺纹机构常见也有两种方式，一是模具运动带动的退螺纹机构即借助一个中心螺纹轴和与顶杆相连的螺旋套（环）退出螺纹芯杆的退螺纹机构，即自力退螺纹；另一种是动力退螺纹机构，即用一个单独的驱动机构来退螺纹（例如，在需要退多个螺纹时，在一个模塑制件上有几个螺纹时，或必须在模具闭合状态下退螺纹时）。在本文中提到的就是一模四腔即需要退多个螺纹的情况。这通常要在模具设计中加入驱动机构（齿轮―齿条；齿轮―链条等），在附加电机等外动力的帮助下，使螺纹型芯自动与塑料制品脱离，即外力退螺纹

自动退螺纹省去了手工装、取型芯的操作，生产效率较高，但是不足在于模具结构庞大复杂，加工困难，注射各过程动作协调复杂，工人的安装调试技能需大幅度提高，才能保证正常生产。此外要增加注射机之外的动力机构。从经济效益上看，这种结构的模具成本偏高，由于塑料件种类繁多，机构又不能实现互换性，亦不能满足塑料件厂家控制成本的目的。

3 退螺纹机构创新设计

鉴于以上两种常用方式的优缺点，再充分利用注射机上的液压循环系统，我们将带内螺纹塑料件的注射模具进行改进创新，使之尽可能满足以下特点：模具结构简单；成本适宜；安装调试过程便于掌握；零件能自动拆卸。按此思路，参考上述两种常用模具结构，创新设计图见图2。

图2 内螺纹回转体塑件注射模具

1.定位圈 2内六角螺钉 3.浇口套 4.定模板 5.凹模套 6.凹模板7.芯套8.动模板9.螺纹芯杆10.夹板11.大齿轮12.单列向心推力球轴承13.固定板14.平键15.单列推力球轴承16.水嘴17.小齿轮18.平键19.主轴20.导柱21.皮带轮22.支板23.限位导柱24.垫板25.垫圈26.内六角螺钉27.平键28内六角螺钉

该结构采用的是最简单的注射模具通用结构，在此基础上增加两套机构完成一模四腔结构的自动卸料。一套是齿轮机构，运动过程：件19主轴连接皮带轮（或者链轮）带动件11主齿轮转动，从而带动与主齿轮啮合的件17四个从动齿轮转动，小齿轮通过平健件14带动四个螺纹芯杆转动。从而达到螺纹芯杆与塑件脱离的目的。另一套是液压动力传动系统。即液压系统（即动力源）―皮带轮―皮带（或者液压系统―链轮―链条）带动主轴转动。从而达到螺纹芯杆与零件自动脱离的目的。

这中间涉及到的一个难点是：新型注射机自带的液压传动系统与注射行程中的合模--射程-开模等动作不能同时完成。要达到螺纹芯杆自动转动的目的，常规解决方法是开模一段距离，完全利用液压传动的力量推开模具，件6，件5，件4，件3，件2，件1，塑件最终留在件4凹模套中，人工直接从凹模套中取零件。实际操作中发现，从凹模中扣出零件的动作危险，而且经常发生塑件打滑不容易出模的现象。此外液压动力传动用的皮带―皮带轮（或链轮―链条）受力太大，容易疲劳报废，要经常更换。模具的使用和维修成本增加。

在此针对该塑件外圆有四处凸沿的结构特点，可以利用一“机械手”（见图3）

解决这个问题。当合模注射保压完成后，完全开模。将机械手深入模具分模面，机械手上面型腔的四处突出R与凹模板完全一致，既与开模后包裹在螺纹芯杆上的塑件上的凸沿一致。这样机械手可一次卡住四个塑件，四处凸沿刚好卡住保证零件在机械手中不发生自传打滑。这时启动液压循环装置，件11大齿轮带动件9螺纹芯杆转动，螺纹芯杆与塑件发生相对转动，塑件被机械手牢牢握在手心，螺纹芯杆自然作退螺纹位移，向右平稳移动机械手，则塑件自然停在机械手中，与模具分离。机械手移出模具。对准零件箱翻转，塑件自然脱落入零件箱，完成自动卸料动作。（见图4，下页）

4 结束语

经生产实践证明，该模具制造容易操作便利，退螺纹机构简单可靠，工人掌握便利，很大程度上提高了生产率，投入使用后塑件质量稳定达到用户要求。随着塑料制品的增加和产品种类的多样化，塑料模具的设计成本和使用便利性已经成为厂家追求的根本，所以，针对塑件外圆周有突沿的内螺纹回转体塑件，这种机构简单，成本低廉，操作便利的结构必将越来越受欢迎。

参考文献

[1]《实用注塑模设计手册》 作 者：贾润礼 程志远 出 版 社：中国轻工业出版社；

[2]《注塑成型模具设计与典型结构图例应用手册》作 者：罗益旋出 版 社： 京工业大学 ；