1、 2009 年全国技工教育和职业培训 优秀教研成果评选活动参评论文 齿轮齿条脱螺纹模具结构设计1齿轮齿条脱螺纹模具结构设计摘要：通过对有内螺纹的塑件结构分析，确定采用齿轮齿条机构脱模的模具结构。论述了齿轮-齿条传动横向型芯旋转脱螺纹注塑模结构特点和工作原理。 齿轮齿条脱模机构的设计过程，生产可靠实现了自动化。关键词：螺纹塑件 齿轮齿条 机动脱模 模具结构 注射模 Shower handle Injection Mold DesignAbstract：By a thread within the structure of plastic parts, identified by agencies
2、 rack Stripping mold structure. On the gear - rack horizontal transmission from core rotating screw injection mold structure and working principle. Stripping the gear and rack design process, to achieve reliable production automation.Key words：Thread Part; Gear wheel rack; mould Structure; injection
3、 mould; Gear Agencies 零件结构分析 该产品为一含有 M20 的内螺纹塑件，材料选用 ABS。此螺纹深度较大，材料强度较高，螺纹精度要求高，不能采用强行脱模，所以模具设计的重点是解决螺纹的旋转脱模问题。考虑到脱模机构的工作稳定性、生产效率、自动化程度等因素，决定采用采用齿轮齿条机构脱模方式。齿轮齿条机构具有结构简单，传动效率高等优点，2图 1 零件图模具结构设计该塑件为大批量生产，为提高生产效率确定采用一模四腔对称布局，分布在一个 200 的圆周上，如图 2 所示。图 2 型腔布置 图 3 浇注系统1 浇注系统设计浇注系统设计要考虑到所成型塑料的性能及成型产品的形状 ABS
4、 熔体黏度低，流动 性好；适用于一般进浇方式，如直接进浇，侧进浇，点进浇等。但因零件高度尺寸较高且壁厚不完全均匀，成型时为保证塑料熔体充满型腔，所以我们选择自上而下的点浇口，同时选择平衡式进浇如图 3 所示。2 成型零件结构设计成型零件在注射过程中，直接与塑料熔体接触，需承受温度、压力及塑料熔3体的冲击和摩擦，长期工作之后，容易发生磨损，变形和断裂，因此设计时应根据制品结构特点，使用要求，生产批量等合理设计。所以成型零件位置选择型腔和分流道衬套在定模，螺纹型芯在动模。这样方便螺纹型芯的传动机构安装与传动，如图 5 所示。3、齿轮齿条脱模机构设计齿轮齿条脱模机构为该模具结构的设计主要要点。图 4
5、 齿轮齿条脱模机构齿轮齿条的参数设计要考虑模具结构允许安装的大齿轮的外形尺寸及中心距等问题。根据本模具型腔数目和位置的分布，选择大齿轮模数 m =2，z=70。通过对齿轮的校核计算，大齿轮的分度圆直径 D2=mz=140 m m 可以满足模具设计中心距的要求。根据螺纹长度设计齿轮机构的传动比 i2.33，即螺纹型芯件上的四个齿轮 m =2，z=30。与大齿轮同轴的小齿轮 模数为 2，齿数为 22，则根据螺纹长度和螺距选择齿条 m =2，长度为 880，即 z=440。结合需脱模的螺纹长度经校4合计算，上述参数设计满足脱模要求。此外，由于模具使用的轴承既要起到定心的作用，又要承受注射压力的轴向推
6、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可以同时满足条件，故设计时选用了此类轴承，代号为 30310。4、模架的选择及模具结构图根据塑件结构较为复杂的特点，模具结构采用三板两开结构，塑件质量较好。图 5 模具结构图1-限位螺钉 2-内六角螺钉 3-圆锥滚子轴承 4-定位板 5-齿条 6-传动轴 7-键 8-无头螺钉9-内六角螺钉 10-唧嘴 11-内六角螺钉 12-浇道拉杆 13-限位螺钉 14-型芯 15-固定板 16-O 型密封圈 17-固定板 18 内六角螺钉 19-固定板 20-内六角螺钉 21-螺 纹型芯 22-连接螺钉 23-定位板 24-定位销钉
7、 25-内六角螺钉 26-限位板 27-限位板 28-限位板 29-定位销钉 30-内六角螺钉 31-连接板 32-内六角螺钉 33-定位 销钉 34-连接板 35-镶件板 36-镶件板 37-内六角螺钉 38-内六角螺钉 39 镶件板 40-连接板 41-固定板 42-内六角螺钉 43-定位销钉 44-内六角螺钉 545-内六角螺钉 46-固定板 47-定位销钉 48-内六角螺钉三、模具工作原理模具安装在注射机上，定模部分固定在注射在定模固定板上，动模部分固定在注射机动模固定板上，当塑料熔体射满整个型腔完成冷却过程后，先注射机动模固定板向后移动，在浇道拉料杆 12 的作用下，A 板和定模垫板
8、首先分开；运动一定距离，在分模力的作用下，拉料杆使浇口料拉出，之后定模板停止运动注射机动模固定板继续后移，利用开模力，通过齿轮- 齿条传动，使横向型芯旋转脱螺纹。然后 A、B 板分型，并依靠 动模板及主型芯定位，最后由注射机顶杆推动推板顶出产品。合模时,注射机动模固定板向喷嘴方向移动，各分型面依次合模，齿轮齿条反向直线运动复位，完成一次注射循环，准备下一次注射过程。结束语 该模具采用齿轮齿条机构解决内螺纹脱模问题，设计思路新颖，结构合理。齿条设置在注塑机型板之外，因此齿条长度不受模具厚度的限制，简化了模具结构，减小了模具体积，模具结构紧凑，工作可靠，操作方便，生产效率高，生 产的塑件螺纹精度高。本模具现已大批量用于生产，产品质量符合要求。 参考文献：1 王孝培 塑料成型工艺及模具简明手册，机械工业出版社，2000.62 陈 万林 塑料模具设计与制作教程，北京希望出版社，2000.113 屈 华昌 塑料成型工艺与模具设计机械工业出版社 1996.44 杨 淑丽 塑料注射成型入门 浙江科学技术出版社 2000.35 孙风 勤 冲压与塑压设备 机械工业出版社 1997.106 陈 志刚 塑料模具设计 机械工业出版社 20036
