1 引言

有螺紋特征的塑件构胰， 要求旋轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)加直線運(yùn)動(dòng)來完成脫模動(dòng)作谁意， 這些塑件的模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜范蛉， 制造維護(hù)成本較高羊湃。經(jīng)過長(zhǎng)期的實(shí)踐， 利用來復(fù)線工作原理設(shè)計(jì)來復(fù)線螺紋退牙機(jī)構(gòu)份噪， 設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)巧妙然走， 工作穩(wěn)定、 可降低生產(chǎn)成本戏挡， 提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力及經(jīng)濟(jì)效益芍瑞。

2 塑件要求及工藝性分析

現(xiàn)有圖 1 所示杯蓋塑件， 材料為 ABS增拥， 收縮率：5‰啄巧。要求1模4腔， 有較高的耐沖擊性掌栅， 機(jī)械性質(zhì)強(qiáng)韌秩仆。塑件內(nèi)孔側(cè)壁上有內(nèi)螺紋， 模具需設(shè)計(jì)退螺紋結(jié)構(gòu)猾封。塑件外型有防滑槽澄耍， 內(nèi)孔里有幾條防轉(zhuǎn)筋， 螺紋是3線螺紋晌缘， 每線螺紋不到一圈 （只有320°） 齐莲。

圖1 杯蓋

方案一：利用塑件牙結(jié)構(gòu)退螺紋， 螺紋軸原地旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)磷箕。塑件在防轉(zhuǎn)槽的作用下不能旋轉(zhuǎn)只能直線運(yùn)動(dòng)鳖直， 但是防轉(zhuǎn)槽太淺， 只要退出微小距離侍肯， 塑件就不能止轉(zhuǎn)姥咖， 塑件會(huì)跟著螺紋軸旋轉(zhuǎn)， 這樣就不能自動(dòng)退牙身犯。所以這種情況就要增加推板碟灾， 推板在彈簧作用下， 推板跟著塑件一起運(yùn)動(dòng)动娄， 使其一直起到定位作用倾秤， 直到塑件完全退出螺紋軸。推板也可以輔助退牙篓疚， 減輕塑件對(duì)螺紋軸的包緊力衬朗， 避免損壞塑件牙型。

方案二：通常設(shè)計(jì)螺紋圈數(shù)很少可以使用牙套退螺紋熊朵， 可以利用齒輪齒條退牙兢涡， 行程不大赛喊， 螺紋軸旋轉(zhuǎn)在牙套螺旋線的作用下退出塑件殖熟， 這樣相對(duì)而言防轉(zhuǎn)力不需要太大局待。模具動(dòng)作：動(dòng)定模開模之后， 油缸驅(qū)動(dòng)齒條直線運(yùn)動(dòng)菱属， 齒條的直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)螺紋軸旋轉(zhuǎn)钳榨，螺紋軸在螺紋套作用下旋轉(zhuǎn)加直線運(yùn)動(dòng)， 從而退出塑件纽门。如果先退牙再開動(dòng)定模薛耻， 塑件可能會(huì)粘定模。

方案三：螺紋圈數(shù)不到一圈可以使用牙套退螺紋赏陵， 采用來復(fù)線退螺紋機(jī)構(gòu)饼齿。螺紋軸旋轉(zhuǎn)， 牙套螺旋線的作用下退出塑件蝙搔，這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單缕溉， 穩(wěn)定， 制造成本低廉吃型。

對(duì)于該塑件证鸥， 動(dòng)模防轉(zhuǎn)槽太淺， 只有0.2mm勤晚， 不能保證轉(zhuǎn)動(dòng)過程不損壞防轉(zhuǎn)槽四酱，所以選擇方案三。①相比油缸齒條結(jié)構(gòu)倘粮， 縮短成型周期扑详， 退螺紋與進(jìn)螺紋與動(dòng)定模開模合模同步從而縮短周期；②第二不用接油缸乱一， 從而避免油缸漏油涕留， 第三節(jié)省模架空間， 模具外形美觀节暇；③需要設(shè)計(jì)動(dòng)定模要定距開模焙檀， 要把動(dòng)定模分開要把整副模拆掉。從加工技術(shù)考慮忿奈， 利用數(shù)控車床來加工復(fù)線不再困難辟瞄， 簡(jiǎn)單方便。另外為了減少螺紋套承受的注射力饰址， 要把動(dòng)模一圈環(huán)形骨位鑲出來坝给，同時(shí)防止動(dòng)模R0.2mm的防轉(zhuǎn)槽不反轉(zhuǎn)， 可以在環(huán)形骨位內(nèi)圈上增加平位防轉(zhuǎn) （從塑件結(jié)構(gòu)分板環(huán)形骨位內(nèi)圈沒作用只是美觀） 产舞， 不過這樣又會(huì)有新問題產(chǎn)生魂奥，螺紋軸退出塑件后菠剩， 塑件會(huì)留在動(dòng)模鑲件上， 需要增加頂桿耻煤， 頂出塑件具壮。

3 設(shè)計(jì)模具開模順序

根據(jù)方案三設(shè)計(jì)開模順序， 模具動(dòng)作：動(dòng)定模開模哈蝇， 開模的同時(shí)絲桿拉動(dòng)牙套旋轉(zhuǎn)棺妓， 牙套上的齒輪跟著旋轉(zhuǎn)， 螺紋軸上的齒輪使螺紋軸旋轉(zhuǎn)在牙套的作用下旋轉(zhuǎn)+直線運(yùn)動(dòng)炮赦， 從而退出塑件,推板頂出塑件怜跑。開模順序如圖2所示。

圖2 開模順序

4 來復(fù)線運(yùn)動(dòng)過程

來復(fù)線是利用固定不能旋轉(zhuǎn)的絲桿軸線直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)槁菽篙S線固定的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)吠勘， 絲桿往反直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為螺母正反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)性芬， 設(shè)計(jì)來復(fù)線如圖3所示。

結(jié)構(gòu)與工作過程：絲杠與螺母連接剧防， 在絲桿一段與導(dǎo)套安裝配合植锉， 螺母兩端安裝圓錐滾子軸承， 中間安裝齒輪缠染。動(dòng)力來自注塑機(jī)猪玛， 絲桿同時(shí)做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)， 驅(qū)動(dòng)螺母做直線與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)骡梨， 進(jìn)而帶動(dòng)齒輪工作衩斋， 從而帶動(dòng)進(jìn)退螺紋工作。

圖3 來復(fù)線

1.圓錐滾珠軸承 2.齒輪 3.螺母 4.導(dǎo)套 5.絲桿

結(jié)構(gòu)要求如下：

（1） 絲桿直徑日胖， 在滿足強(qiáng)度條件下盡可能小瞎介， 絲桿的直徑直接影響絲桿的導(dǎo)程， 導(dǎo)程不能小于直徑的3倍习荚， 最少要4線螺紋融辈。絲桿的長(zhǎng)度要保證開模之后， 還與螺母有1/2絲桿直徑的長(zhǎng)度配合仁娱， 不能分離胧蹲。分離有可能在慣性作用下螺母繼續(xù)旋轉(zhuǎn)， 導(dǎo)致合模時(shí)絲桿對(duì)不上螺母的牙從而損壞螺母囊祝， 即便對(duì)上螺母殉酬， 螺紋軸也不能復(fù)位， 需要重新配模伞辛， 所以要定距拉板或定距拉桿來限位烂翰。

（2） 導(dǎo)套導(dǎo)向作用， 導(dǎo)套長(zhǎng)度最少要絲桿直徑的1倍蚤氏， 如果沒有位置放導(dǎo)套甘耿， 也可以取消踊兜， 但是需要保證絲桿與螺母開模之后的配合長(zhǎng)度， 最少等于一倍絲桿

直徑長(zhǎng)度佳恬。

（3） 軸承最好用一組圓錐滾子軸承定螺母軸線位置捏境， 也可以用一組推力軸承或者一組深溝球軸承也定位， 這樣太麻煩會(huì)增加模具厚度殿怜。

（4） 螺母材料最好用鈹銅典蝌、 鋁青銅曙砂、 石墨等 头谜， 要求螺母長(zhǎng)度最短等于有1.5倍絲桿直徑。

5 來復(fù)線退牙機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)塑件特征和開模順序鸠澈， 設(shè)計(jì)退牙結(jié)構(gòu)柱告， 由螺紋套、 卡環(huán)颖助、 齒輪旋囤、 導(dǎo)套、 鑲件戏筹、 螺紋軸等零件組成凯怕， 具體設(shè)計(jì)如圖4所示。

工作過程：動(dòng)力來自于注塑機(jī)缓万， 由齒輪組傳遞給齒輪4甩楷， 齒輪4帶動(dòng)螺紋軸作旋轉(zhuǎn)加直線運(yùn)動(dòng)， 從而將螺紋軸退出塑件蔫狰， 實(shí)現(xiàn)退牙催锯。

圖4 來復(fù)線退牙機(jī)構(gòu)

1.螺紋套 2.卡環(huán) 3.齒輪 4.導(dǎo)套 5.鑲件 6.螺紋軸 7.塑件

主要零件的作用和數(shù)值：

（1） 螺紋套。螺紋套所承受的注塑壓力是靠這段螺紋來承受的芋妻。投影面積越大孵熏， 螺紋的牙要越粗長(zhǎng)度越長(zhǎng)。太長(zhǎng)了會(huì)增加模厚昭礁， 加大成型機(jī)臺(tái)的尺寸捺氢。所在面積大的塑件盡量考慮中間鑲件來承受注塑壓力，同時(shí)減少摩擦力剪撬。

（2） 卡環(huán)摄乒。卡環(huán)用于齒輪的軸向定位婿奔∪焙荩卡環(huán)是標(biāo)準(zhǔn)件， 所以設(shè)計(jì)軸時(shí)要按卡環(huán)的標(biāo)準(zhǔn)尺寸來設(shè)計(jì)萍摊， 齒輪與螺紋軸一體挤茄， 不用設(shè)計(jì)卡環(huán)如叼， 還可以在齒輪上鉆螺絲孔用無頭螺絲固定齒輪。根據(jù)卡環(huán)槽的深度來定穷劈， 一定要大于卡環(huán)槽的深度笼恰。鑲件、 承受注塑壓力歇终，便于走運(yùn)水冷卻社证。

（3） 齒輪。齒輪起精密傳動(dòng)评凝， 力的傳遞作用车匪。齒輪模數(shù)是根據(jù)包緊力來定， 盡可以把螺紋軸上的齒輪做 小 潦号， 減 少 排 位 從 而 減 少 流 道 臼裂。一 般 取 1mm、1.25mm慨锅、 1.5mm前肥、 2mm、 2.5mm庐钱。

（4） 導(dǎo)套淀肿。導(dǎo)套起導(dǎo)向定位作用。這種結(jié)構(gòu)不可以用軸承滴图， 因?yàn)檫@個(gè)軸要旋轉(zhuǎn)加直線運(yùn)動(dòng)讯谎。

（5） 鑲件。鑲件主要考慮需要成型的內(nèi)孔形狀痒渊，尺寸越小采用的材料機(jī)械性能越高疮炼。

（6） 螺紋軸。螺紋軸主要是定螺紋軸在模具中的位置蝇裤， 防止螺紋軸錐度面與模仁卡死廷支， 導(dǎo)致螺紋軸扭力過大， 一般3~6mm栓辜。

6 來復(fù)線退螺紋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

按照塑件形狀特征恋拍， 來復(fù)線退牙機(jī)構(gòu)， 主要由成型螺紋藕甩、 塑件施敢、 固定塊、 導(dǎo)套狭莱、 齒輪僵娃、 螺紋套、 鑲件、 導(dǎo)套默怨、卡簧讯榕、 軸承、 齒輪匙睹、 軸承愚屁、 絲桿組成， 具體如圖5所示顺盆。

圖5 來復(fù)線退螺紋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

1.成型螺紋 2.塑件 3.固定塊 4.導(dǎo)套 5.齒輪 6.螺紋套7.鑲件 8.導(dǎo)套 9.卡簧 10.軸承 11.齒輪 12.軸承 13.絲桿

工作過程：動(dòng)力來自于注塑機(jī)蛹活， 驅(qū)動(dòng)絲杠13做旋轉(zhuǎn)和直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)， 在絲杠的運(yùn)動(dòng)下莹遍， 驅(qū)動(dòng)齒輪組嚙合運(yùn)動(dòng)匕磅， 齒輪同時(shí)傳給動(dòng)傳給齒輪5運(yùn)動(dòng) （4組） ， 帶動(dòng)成型螺紋進(jìn)行退螺紋工作巢段。

惰輪組如圖6所示勘米， 設(shè)計(jì)特別是處：齒輪11作為主動(dòng)輪， 齒輪16作為從動(dòng)輪疯忽， 齒輪15相對(duì)于齒輪14是是從動(dòng)輪， 但是相對(duì)于齒輪16 （4個(gè)） 是主動(dòng)輪角色几郎， 在整個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中交掌， 齒輪14、 齒輪15均為惰輪兑狱， 可以靈活改變傳動(dòng)方向荧孽， 方便左右旋向螺紋設(shè)計(jì)， 同時(shí)可以靈活根據(jù)塑件螺距大小衣屏， 對(duì)于不同的傳動(dòng)比進(jìn)行選擇齒輪齒數(shù)及更換躏升。

圖6 惰輪組

11.主動(dòng)輪 14.惰輪 15.惰輪 16.從動(dòng)輪

7 模具開模距離計(jì)算

來復(fù)線退牙結(jié)構(gòu)， 絲桿導(dǎo)程以及定距開模距離計(jì)算：塑件螺牙只有320°狼忱， 旋轉(zhuǎn)不到一圈膨疏， 那么螺紋軸轉(zhuǎn)1圈就可以， 可以改變齒輪齒數(shù)達(dá)到改變傳動(dòng)比钻弄， 實(shí)現(xiàn)精確定位佃却， 主動(dòng)輪齒數(shù)32， 從動(dòng)輪齒數(shù)24窘俺， 那么傳動(dòng)比是32/24＝1.333饲帅， 因此主動(dòng)輪只要傳一圈就可以完全退牙， 此模具是大水口模胚瘤泪， 絲桿裝在定模板上灶泵， 開模距離就是絲桿拉開距離， 塑件高 11mm 高， 頂出20mm赦邻， 那么開模距離在110~150mm就可以单鹿， 所以導(dǎo)程用140mm， 定距開模130mm跪倘， 如圖7所示楚辆。

圖7 開模距離示意圖

8 牙套定位方式

牙套要調(diào)試裝配， 主要原因是螺紋加工時(shí)螺旋線相對(duì)于牙套外型不能按設(shè)計(jì)的那樣準(zhǔn)確馏旅。車床在旋轉(zhuǎn)加工螺紋時(shí)很難對(duì)準(zhǔn)外型基準(zhǔn)甜序， 可以采用環(huán)型槽定位， 如圖8所示构眶。環(huán)型槽可以先加工驹拢， 多槽時(shí)可能調(diào)配角很大， 而要加大環(huán)型角度希金， 也可以設(shè)計(jì)2組環(huán)型槽帕吆。即使法蘭強(qiáng)度不好， 環(huán)型槽定位也可以精準(zhǔn)定位爵林， 但是生產(chǎn)過程可能會(huì)松動(dòng)觅霉， 需配合銷釘一起使用， 當(dāng)牙套磨損后可以調(diào)整角度繼續(xù)使用臣环。

圖8 牙套定位圖

9 模具裝配圖及工作過程

模具結(jié)構(gòu)如圖9所示绑警。模具開模時(shí)， 在注塑機(jī)頂棍的作用下央渣， 力傳遞給絲桿 （梯形螺紋） 计盒， 絲桿同時(shí)做旋轉(zhuǎn)、 直線運(yùn)動(dòng)芽丹， 同時(shí)與絲桿配合的螺母做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)北启，齒輪旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)， 通過惰輪傳遞給齒輪組運(yùn)動(dòng)拔第， 最后驅(qū)動(dòng)成型螺紋旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)咕村， 到達(dá)限位裝置1， 彈簧處于拉伸狀態(tài)楼肪， 從而將螺紋成型培廓。

合模時(shí)， 模具到達(dá)限位裝置后春叫， 注塑機(jī)頂桿不工作肩钠， 彈簧恢復(fù)自由狀態(tài)， 帶動(dòng)模具合模暂殖， 首先成型螺紋反轉(zhuǎn)岂张， 同時(shí)退螺紋齒輪組反轉(zhuǎn)墓篇， 力傳遞給螺母驅(qū)動(dòng)絲桿反轉(zhuǎn)， 到達(dá)極限位置2础估， 避免超行程撞壞模具瘾夯， 從而完成模具合模過程。

圖9 模具結(jié)構(gòu)

1.定模座板 2.墊板 3.型腔固定板 4.型腔 5.型芯固定板 6.來復(fù)線固定板Ⅰ 7.來復(fù)線固定板Ⅱ 8.墊板9.彈簧 10.固定板 11.墊板Ⅰ 12.動(dòng)模座板 13.梯形螺紋套 14牙德、 16.螺桿 15巧嗡、 20.螺栓 17.限位釘 18.軸承19.齒輪 21.梯形螺紋 22.澆口 23.澆口套 24.墊板Ⅱ 25.導(dǎo)套 26.鑲件 27.冷卻水道 28.墊塊 29.螺釘30.支撐塊 31.固定塊Ⅰ 32.軸 33.固定座 34.固定塊Ⅱ 35.螺紋軸 36.梯形螺母 37.導(dǎo)柱 38.型芯

10 來復(fù)線退牙機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

來復(fù)線退牙機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)， 需要注意以下5點(diǎn)：

（1） 計(jì)算螺紋軸退牙圈數(shù)庭钢， 根據(jù)圈數(shù)以及螺紋軸上的齒輪計(jì)算傳動(dòng)比恋鞋， 然后傳動(dòng)比計(jì)算來復(fù)線上的主動(dòng)輪要旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)， 根據(jù)主動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)圈數(shù)讽钻， 確定定距開模的距離赵须。需要根據(jù)注塑機(jī)臺(tái)塑件、高度扎矾、 絲桿的導(dǎo)程业嗅、 模具的厚度綜合考慮。

（2） 絲桿最少要用4線螺紋唉侄， 導(dǎo)程要根據(jù)直徑還有開模距離來確定咒吐， 也可以選用HASCO標(biāo)準(zhǔn)的來復(fù)線，導(dǎo)程最少要是絲桿直徑的3倍美旧， 倍數(shù)越大角度越小所需要的開模力越小渤滞， 如果導(dǎo)程變大， 定距開模的距離就越大榴嗅， 綜合考慮， 在滿足強(qiáng)度的條件下陶舞， 絲桿直徑盡量小嗽测。

（3） 模胚導(dǎo)柱一定要裝在定模， 要跟絲桿在同一側(cè)肿孵， 導(dǎo)柱的長(zhǎng)度要高出絲桿最少30mm唠粥。

（4） 動(dòng)定模之間要設(shè)計(jì)定距拉板或定距拉桿， 防止不小心把動(dòng)定模拉開了損壞螺紋軸或牙套或都齒輪停做， 拉開動(dòng)定模之后就要重新裝模晤愧。拉開動(dòng)定模之前， 先把牙套拆掉蛉腌， 否則會(huì)損壞模具零件篇瀑。

（5） 檢查螺紋轉(zhuǎn)旋方向以確定絲桿是左旋還是右旋螺紋， 也可以增加惰輪更改方向瑟顶。

11 結(jié)論

經(jīng)過實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和試模證明看剃， 本塑件螺紋模具的退牙機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙， 簡(jiǎn)化了模具結(jié)構(gòu)， 穩(wěn)定了生產(chǎn)過程秋豌，降低了生產(chǎn)成本悔琉， 且操作簡(jiǎn)便， 極大提高了生產(chǎn)效率劲旗，具有一定的推廣價(jià)值唉攻。

（模具制造）

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