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摘 要：针对带有内螺纹的的二通接头，设计了链条传动自动脱螺纹模具结构注塑模。这一种模具结构简单，动作可靠，是一种适合大批量生产带有内螺纹塑料件模具结构。
关键词：注塑模；内螺纹；自动脱模；链条传动
【中图分类号】G710
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两类方法：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两种，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。
2、塑件分析
图1所示为二通接头，材料为PA66+GF33﹪。通接头成型的关键在于长6.5mm的M8*0.75内螺纹（右旋）和直径2mm的侧孔。由于螺纹有配合关系，精度要求高，同时外观要求也高，并且该塑件为大批量生产的产品。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。而直径2mm的侧孔则需要采用侧向抽芯机构。
PA66+GF33﹪它是一种半晶体-晶体材料。在较高温度也能保持较强的强度和刚度。PA66在成型后仍然具有吸濕性，其程度主要取决于材料的组成、壁厚以及环境条件。通过GM、Ford、Chryster、Delphi、Valeo等汽车认证增强的强度和刚性，玻璃纤维含量为33%。
在产品设计时，一定要考虑吸湿性对几何稳定性的影响。为了提高PA66的机械特性，经常加入各种各样的改性剂。玻璃就是最常见的添加剂，有时为了提高抗冲击性还加入合成橡胶，如EPDM和SBR等。PA66的粘性较低，因此流动性很好（但不如PA6）。这个性质可以用来加工很薄的元件。它的粘度对温度变化很敏感。PA66的收缩率在1%-2%之间，加入玻璃纤维添加剂可以将收缩率降低到0.2%-1% 。收缩率在流程方向和与流程方向相垂直方向上的相异是较大的。PA66对许多溶剂具有抗溶性，但对酸和其它一些氯化剂的抵抗力较弱。
可以用的脱螺纹的方法有：齿轮齿条，油缸，链条，侧抽芯，等方式。采用电动机链条自动脱螺纹方式结构简单，动作可靠。螺纹抽芯选择这一种方式，是较好的选择。下列就对该塑料零件进行模具设计。
图1二通接头
3、模具结构及工作过程
根据塑件分析及用户生产要求，模具设计采用1模4腔的对称布局，模架采用二板模，浇口采用侧浇口进料。用减速电机通过链条传动完成自动脱螺纹，用斜导柱完成侧孔的抽芯，模具结构如图2所示。
图2模具结构
1、齿轮 2、塑件 3、链轮 4、螺纹型芯 5、滑块 6、斜导柱 7、侧型芯
8、型腔 9、滚动轴承 10、型腔 11、锁紧块
3.1浇注系统
由于要利用旋转脱模，故型腔布局为圆形，主旋转轴线周围均布4腔，模具整体对称。本模具采用侧浇口形式，浇口设置在制品六棱柱面上。采用侧浇口形式可以降低模具的成本，但在后续的工作中要增加剪浇口的工序。
3.2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。由于模具比较小，型芯也比较小，不必对型芯做特别的冷却。定模和动模采用循环冷却就可以了。
3.3 脱模机构
（1） 脱模机构的选用 采用链条传动自动脱螺纹机构，利用工件的重量自行掉落。
（2） 脱模原理 脱模时，通过链条驱动齿轮从而带动螺杆做旋转脱模，工件在重量的作用下，从而完成整个脱模过程。
3.4 抽芯机构设计
由于二通管接头侧面有小孔，故要设计侧抽芯机构。小孔的直径比较小，为了方便加工，滑块的结构做出组合式。侧型芯做成镶针，由于每个零件做成一个滑块尺寸太小，所以把两个小的做成一个大的，1模4腔的布局，在左右两边做两个大的滑块。具体的结构如图3随所示。
图3 抽芯机构
3.5模具工作过程
模具开模时，斜导柱驱动滑块完成侧孔部分的脱模，并使工件留动模。同时电机开始转动，通过链轮、链条带动螺纹型芯转动，开始分型，并依靠六角柱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，使塑件从模具中脱出，完成一个生产周期。
4、模具材料选择
由于模具生产量大，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。据此，模具设计时对于关键零件选用了ASSAB公司的718材料，热处理硬度48-52HRC，通过使用，效果较为满意。
5、传动系统设计与校核
5.1模具型腔中心距及链轮参数的确定
运动中，链条传动没有滑动，且传动尺寸比较紧凑，不需要很大的张 紧力，作用在轴上的载荷较小，效率较高，比较适合模具中的传动要求，所以采用链条传动。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100mm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=13的链轮，链轮的节圆直径D为：D=P/sin（180°/13）=15.875/sin（180°/13）≈66mm，可以满足模具设计中心距100mm的要求。
5.2电机转速及轴承的选择
因塑件旋转8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8s完成一次旋转脱模计算，大链轮的转速应在120r/min。链轮的传动比为：i=n1/n2=z2/z1，由于给定的齿轮齿数都相同，故传动比i=1。则小链轮z2=13，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61804可以同时满足上述条件，故设计时在下方选用了此类轴承。而上方只是受到向心里的作用故选用6002轴承。
6、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。在今后的模具中，可以多采用这种结构。生产实践证明，该模具结构合理，运行可靠。
参考文献
[1] 曹宏深.赵仲治.塑料成型工艺和模具设计 [北京]：械工业出版社.1993
[2] 计手册编写组.塑料模塑设计手册.[K].北京：械工业出版社.1997
[3] 付丽.螺纹自动脱模的注塑模设计.[J].轻工业机械.2000（1）：27-28
[4] 谢思瑜.有外观要求的内螺纹塑件的模具设计.[J].模具工业.2001（5）：38-39
[5] 杨俊杰.桂质勋. 推板螺杆式自动脱内螺纹注射模设计.[B].2006（32）：49-50
[6] 徐勇军.吴东明.相机壳体侧向内螺纹自动脱模注射模设计.[J]：工程塑料应用：2009（06）
关键词：注塑模；内螺纹；自动脱模；链条传动
【中图分类号】G710
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两类方法：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两种，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。
2、塑件分析
图1所示为二通接头，材料为PA66+GF33﹪。通接头成型的关键在于长6.5mm的M8*0.75内螺纹（右旋）和直径2mm的侧孔。由于螺纹有配合关系，精度要求高，同时外观要求也高，并且该塑件为大批量生产的产品。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。而直径2mm的侧孔则需要采用侧向抽芯机构。
PA66+GF33﹪它是一种半晶体-晶体材料。在较高温度也能保持较强的强度和刚度。PA66在成型后仍然具有吸濕性，其程度主要取决于材料的组成、壁厚以及环境条件。通过GM、Ford、Chryster、Delphi、Valeo等汽车认证增强的强度和刚性，玻璃纤维含量为33%。
在产品设计时，一定要考虑吸湿性对几何稳定性的影响。为了提高PA66的机械特性，经常加入各种各样的改性剂。玻璃就是最常见的添加剂，有时为了提高抗冲击性还加入合成橡胶，如EPDM和SBR等。PA66的粘性较低，因此流动性很好（但不如PA6）。这个性质可以用来加工很薄的元件。它的粘度对温度变化很敏感。PA66的收缩率在1%-2%之间，加入玻璃纤维添加剂可以将收缩率降低到0.2%-1% 。收缩率在流程方向和与流程方向相垂直方向上的相异是较大的。PA66对许多溶剂具有抗溶性，但对酸和其它一些氯化剂的抵抗力较弱。
可以用的脱螺纹的方法有：齿轮齿条，油缸，链条，侧抽芯，等方式。采用电动机链条自动脱螺纹方式结构简单，动作可靠。螺纹抽芯选择这一种方式，是较好的选择。下列就对该塑料零件进行模具设计。
图1二通接头
3、模具结构及工作过程
根据塑件分析及用户生产要求，模具设计采用1模4腔的对称布局，模架采用二板模，浇口采用侧浇口进料。用减速电机通过链条传动完成自动脱螺纹，用斜导柱完成侧孔的抽芯，模具结构如图2所示。
图2模具结构
1、齿轮 2、塑件 3、链轮 4、螺纹型芯 5、滑块 6、斜导柱 7、侧型芯
8、型腔 9、滚动轴承 10、型腔 11、锁紧块
3.1浇注系统
由于要利用旋转脱模，故型腔布局为圆形，主旋转轴线周围均布4腔，模具整体对称。本模具采用侧浇口形式，浇口设置在制品六棱柱面上。采用侧浇口形式可以降低模具的成本，但在后续的工作中要增加剪浇口的工序。
3.2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。由于模具比较小，型芯也比较小，不必对型芯做特别的冷却。定模和动模采用循环冷却就可以了。
3.3 脱模机构
（1） 脱模机构的选用 采用链条传动自动脱螺纹机构，利用工件的重量自行掉落。
（2） 脱模原理 脱模时，通过链条驱动齿轮从而带动螺杆做旋转脱模，工件在重量的作用下，从而完成整个脱模过程。
3.4 抽芯机构设计
由于二通管接头侧面有小孔，故要设计侧抽芯机构。小孔的直径比较小，为了方便加工，滑块的结构做出组合式。侧型芯做成镶针，由于每个零件做成一个滑块尺寸太小，所以把两个小的做成一个大的，1模4腔的布局，在左右两边做两个大的滑块。具体的结构如图3随所示。
图3 抽芯机构
3.5模具工作过程
模具开模时，斜导柱驱动滑块完成侧孔部分的脱模，并使工件留动模。同时电机开始转动，通过链轮、链条带动螺纹型芯转动，开始分型，并依靠六角柱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，使塑件从模具中脱出，完成一个生产周期。
4、模具材料选择
由于模具生产量大，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。据此，模具设计时对于关键零件选用了ASSAB公司的718材料，热处理硬度48-52HRC，通过使用，效果较为满意。
5、传动系统设计与校核
5.1模具型腔中心距及链轮参数的确定
运动中，链条传动没有滑动，且传动尺寸比较紧凑，不需要很大的张 紧力，作用在轴上的载荷较小，效率较高，比较适合模具中的传动要求，所以采用链条传动。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100mm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=13的链轮，链轮的节圆直径D为：D=P/sin（180°/13）=15.875/sin（180°/13）≈66mm，可以满足模具设计中心距100mm的要求。
5.2电机转速及轴承的选择
因塑件旋转8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8s完成一次旋转脱模计算，大链轮的转速应在120r/min。链轮的传动比为：i=n1/n2=z2/z1，由于给定的齿轮齿数都相同，故传动比i=1。则小链轮z2=13，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61804可以同时满足上述条件，故设计时在下方选用了此类轴承。而上方只是受到向心里的作用故选用6002轴承。
6、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。在今后的模具中，可以多采用这种结构。生产实践证明，该模具结构合理，运行可靠。
参考文献
[1] 曹宏深.赵仲治.塑料成型工艺和模具设计 [北京]：械工业出版社.1993
[2] 计手册编写组.塑料模塑设计手册.[K].北京：械工业出版社.1997
[3] 付丽.螺纹自动脱模的注塑模设计.[J].轻工业机械.2000（1）：27-28
[4] 谢思瑜.有外观要求的内螺纹塑件的模具设计.[J].模具工业.2001（5）：38-39
[5] 杨俊杰.桂质勋. 推板螺杆式自动脱内螺纹注射模设计.[B].2006（32）：49-50
[6] 徐勇军.吴东明.相机壳体侧向内螺纹自动脱模注射模设计.[J]：工程塑料应用：2009（06）