胶木手柄接头注射模设计

        1 胶木手柄工艺
        带螺纹结构的塑料制品, 胶木手柄脱模一直是一道难题%脱螺纹机构结构复杂，制造困难,机构动作转换效率低,易磨损且时常发生卡滞现象。随着科学技术的发展,机床精度及加工工艺的改进,越来越多的机械结构被应用到胶木手柄模具设计中,脱螺纹机构也有了较大的选择余地，有以下几种脱螺纹机构：螺纹型环脱螺纹机构；成型滑块脱螺纹机构；锥齿轮脱螺纹机构；齿轮齿条脱螺纹机构；涡轮涡杆脱螺纹机构； 以及液压马达脱螺纹机构等，这些机构各有特点，虽然还没有从根本上解决胶木手柄加工工艺困难和机构稳定性等问题,但有这么多的选项,设计者完全可以结合自身所在企业的加工胶木手柄技术能力,根据不同制品的结构和精度要求,从中做出恰当选择。
        2 胶木手柄制品工艺分析
        胶木手柄制品为ABS塑料有较好的成型工艺性,收缩率约为0.5%,料厚2mm。制品无特殊要求,精度方面要求不高,螺纹起始位置要求也不高,但外观面不得有缩水、气泡、浇口痕迹及拉伤等缺陷。
        胶木手柄制品前端为内螺纹结构,螺纹配合少于,牙,螺纹前沿有一处凸缘,后沿外部是一些起装饰作用的襟板。胶木手柄制品后部有一碰穿位,目的是改善扣位的弹性,中空,两侧有装配用小圆柱。其上的减胶是为了减少用料和改善注塑工艺,防止因局部料厚过大而产生严重的缩水变形%根据制品形状结构的特点, 考虑到的比较适合的分型方案有两种：
        方案1是竖立，相对于主分型面而言布置,滑块垂直于小圆柱的轴线方向左右分型,而螺纹轴线方向与注塑机开模方向相同, 可作1模2腔排位布置, 在滑块上开设流道, 小圆柱端面进胶；
        方案2是横排布置,胶木手柄制品平放,主分型面经过螺纹与小圆柱的轴线,脱螺纹机构布置在下侧面。从模具结构考虑。
        方案1的优点是：不需设顶出机构,脱螺纹机构可置于方铁之间,结构紧凑。
        不良之处是：滑块形状复杂,因整个胶木手柄制品包在滑块之间,取件困难,要求较大的滑块行程。因脱螺纹需要防止制品随型芯转动,脱出螺纹之前滑块不能打开,脱螺纹机构要旋转后退,或使用支承板结构,保证在旋转脱螺纹的同时,动模板随滑块和制品一起向前运动, 然后滑块再打开,相当于二次顶出,机构复杂,且模具厚度较大。
        方案2的优点是：胶木手柄型腔处于前后模仁方向,结构较简单,可有效降低模具厚度,下侧面布置脱螺纹机构,机构传动方式较合理。若使用齿轮齿条机构,动作的传递无需转向,但因本公司的生产能力及生产习惯,一般不自行制作齿轮齿条,因此本副模具的设计采用提液压马达作为脱螺纹动力源,不存在转向问题,胶木手柄制品顶出也简单。缺点是：附属脱螺纹机构置于侧面或上下面,伸出了模胚本体,需加保护垫块,影响模具外观及加大包装尺寸。胶木手柄制品外观面上需设置小顶针或扁顶针襟板之间,因此会有顶出痕迹。经综合考虑,本设计采用第二种方案。
        3 胶木手柄模具结构
        因胶木手柄制品中空部位的成型有一个较高的高低位,并有一圈薄薄的料位深入动模,故在动模一侧设计镶块23,其好处不仅可以降低动模型芯料厚,节省昂贵原材料,减少加工工作量,同时方便薄片料位的加工,及在注射时的排气,也方便扣位碰穿位置的修配。
        胶木手柄螺纹前沿的镶块是为了增加其耐磨性而采用了锡青铜材料：活动部位的配合件,因为重载或高速运动而易发生粘结磨损,俗称“烧伤”,会导致活动部件运动不灵活甚至粘结在一起不能相对运动, 机械设计中一般采用不同材质或硬度相差较大的两件配合以避免发生粘结磨损,其与螺纹型芯有单边3-5的锥面配合,端面台阶是一工艺性设计, 目的是用平面给螺纹型芯限位而不用锥面限位,防止型芯因配合过紧而卡死。
        与螺纹型芯配合的螺母镶块10亦采用锡青铜材料, 胶木手柄螺母镶块的作用是保证螺纹型芯旋转时同步退出。因此,加工时注意其螺距应与制品螺距一致,并且旋向相同。脱螺纹传动机构设计成一外置的齿轮箱,通过键*滑动轴承的联接及螺纹镶块的共同作用, 把液压马达的旋转运动转化成螺纹型芯的旋转及轴向进退动作, 以实现螺纹的脱模。滚动轴承的作用是保证齿轮机构的运动平稳*不卡滞。而螺纹型芯所承受的侧向力,由螺母镶块分散承受,因此,无需额外的锁模装置。
        4 胶木手柄模具工作过程
        制品充分冷却后,开模第一步,主分型面打开,胶木手柄冷料井内的倒扣拉出主流道凝料, 流道凝料随制品留在后模。液压马达转动,通过齿轮、键、滑块轴承,滑键的作用,把转动力矩传递至螺纹型芯,螺纹型芯转动,在螺母镶块的作用下, 螺纹型芯在旋转的同时沿轴向后退,从制品中脱出。顶出机构动作,顶出制品及流道凝料。合模时顶出机构先行回位（建议使用预复位保护装置),液压马达反转,螺纹型芯旋转复位,台阶端面碰到锡青铜镶块后,液压泵自动泄压停止旋转,主分型面闭合,准备下一个注射成型周期。
        5 胶木手柄模具制造要点
        （1）胶木手柄螺纹型芯为细长杆件,应选用强度和刚性好的材料制造。
        （2）胶木手柄螺纹型芯的限位应采用台阶端面,而不可依赖锥面。
        （3）胶木手柄螺纹型芯与螺母镶件的配合螺纹,其旋向应与制品成型部位螺纹相同,螺距应相等,并且长度足够,以便从制品上脱出型芯。
        （4）胶木手柄滑动轴承与滑键及轴（螺纹型芯)的配合为间隙配合,而与胶木手柄齿轮配合为过渡配合,与轴承可作过渡配合或小过盈配合,并且键应有足够长度。
        6 胶木手柄工艺结束语
        该副模具仅适用于螺纹精度要求不高, 且螺纹起启位置要求不严格的胶木手柄,若是螺纹精度要求较高,则螺纹的加工需要作工艺上的改进, 旋转也要设计附加机构来进行限位。