螺紋塑料制品自動脫牙模具結(jié)構(gòu)
帶有內(nèi)螺紋、外螺紋的塑膠塑件,依靠模具結(jié)構(gòu)實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)自動脫牙,無需人工擰出產(chǎn)品螺紋,適配大批量自動化注塑生產(chǎn)。自動脫牙模具區(qū)別于普通模具的核心為螺紋旋轉(zhuǎn)型芯、傳動機構(gòu)、止轉(zhuǎn)定位組件三大核心部件,按照驅(qū)動方式可分為油缸馬達脫牙、齒輪齒條脫牙、往復(fù)絲桿脫牙三大主流結(jié)構(gòu),不同結(jié)構(gòu)適配不同螺紋規(guī)格、生產(chǎn)節(jié)拍,結(jié)合塑件止轉(zhuǎn)方式搭配布局,能夠避免螺紋脫模時跟著型芯旋轉(zhuǎn)造成螺紋滑牙、塑件拉傷破損。
一、自動脫牙模具基礎(chǔ)組成結(jié)構(gòu)
整套模具除公母模胚、冷卻水路、頂出系統(tǒng)等常規(guī)結(jié)構(gòu)之外,新增螺紋成型芯、止轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)傳動組件、限位鎖緊部件。螺紋成型芯直接成型塑件內(nèi)螺紋牙型,材質(zhì)選用拋光 S136、NAK80 模具鋼,牙型精度跟隨塑件螺紋等級加工,表面做鏡面拋光防止粘料扯壞螺紋。止轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)分為外形止轉(zhuǎn)、端面止轉(zhuǎn)兩種樣式,塑件外壁帶有平面、凹凸筋位時利用外形卡在型腔內(nèi)部實現(xiàn)止轉(zhuǎn),光滑圓筒螺紋塑件則在端面設(shè)計止轉(zhuǎn)槽、止轉(zhuǎn)針限位,脫模過程鎖住塑件不跟隨螺紋型芯轉(zhuǎn)動。傳動部件承擔(dān)旋轉(zhuǎn)動力傳遞任務(wù),馬達、油缸作為動力源,通過齒輪組將動力傳導(dǎo)至螺紋型芯,限位結(jié)構(gòu)用來管控螺紋型芯旋轉(zhuǎn)行程,防止過度旋出出現(xiàn)型芯脫落、碰撞鑲件的問題。

二、三種主流自動脫牙傳動結(jié)構(gòu)特點
齒輪齒條脫牙結(jié)構(gòu)依靠開模動作帶動齒條平移,嚙合齒輪驅(qū)使螺紋型芯旋轉(zhuǎn)后退,無需額外動力元件,模具依靠注塑機開模行程即可完成脫牙動作,結(jié)構(gòu)精簡、成本偏低,適合 M2 至 M8 中小型內(nèi)螺紋塑件,螺紋牙數(shù)控制在 8 圈以內(nèi)。該結(jié)構(gòu)缺點在于脫牙速度與開模速度綁定,無法單獨調(diào)節(jié)脫牙轉(zhuǎn)速,長螺紋塑件容易出現(xiàn)開模過快扯裂螺紋的問題,多用于日化瓶蓋、小型塑料螺母量產(chǎn)模具。
液壓馬達脫牙結(jié)構(gòu)由外置液壓馬達驅(qū)動齒輪總成帶動螺紋型芯旋轉(zhuǎn)脫牙,脫牙轉(zhuǎn)速、啟停時機可獨立設(shè)置,不受注塑機開合模速度約束,適配 M8 以上大規(guī)格螺紋、多圈長螺紋塑件,也可布置多組螺紋型芯同步脫牙,廣泛應(yīng)用于管道塑料接頭、衛(wèi)浴螺紋配件模具。馬達獨立控制的模式可以緩慢旋出螺紋,大幅降低滑牙不良率,不足之處是模具側(cè)面需要預(yù)留馬達安裝空間,模具整體外形尺寸偏大,油路布局復(fù)雜。
往復(fù)絲桿脫牙結(jié)構(gòu)將螺紋型芯尾部加工成往復(fù)絲桿結(jié)構(gòu),頂出板頂出過程中絲桿配合螺母旋轉(zhuǎn),實現(xiàn)螺紋型芯旋轉(zhuǎn)后退脫牙,依靠頂出動作完成脫牙,無需馬達、油缸外接動力,模具布局緊湊,適合超薄螺紋蓋子、精密微型螺紋塑件。絲桿傳動受力均勻,但承載能力較弱,不能用于大牙距、深螺紋產(chǎn)品,長期量產(chǎn)絲桿容易磨損出現(xiàn)脫牙卡頓故障。
三、脫模時序與止轉(zhuǎn)配套結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范
完整成型時序分為合模充填保壓、冷卻定型、開模、螺紋型芯旋轉(zhuǎn)退出、頂出取件五個階段,必須遵循先脫牙再頂出的順序,嚴禁頂板提前頂出導(dǎo)致螺紋強行拉扯破損。開模初期型腔保持閉合狀態(tài),止轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)牢牢固定塑件,螺紋型芯旋轉(zhuǎn)向后旋出脫離塑件螺紋,當螺紋型芯完全退出牙位之后,再觸發(fā)頂出機構(gòu)將塑件頂出型腔。光滑圓筒螺紋塑件優(yōu)先采用端面止轉(zhuǎn)針限位,止轉(zhuǎn)針端面嵌入塑件端面預(yù)留凹位,止轉(zhuǎn)深度 0.5mm 即可滿足限位需求,避免止轉(zhuǎn)痕跡外露影響外觀;外觀件盡量采用產(chǎn)品本身的棱角、筋條外形止轉(zhuǎn),不在外觀面新增止轉(zhuǎn)凹槽。多螺紋型腔模具需要保證各組齒輪模數(shù)一致,實現(xiàn)所有螺紋型芯同步旋轉(zhuǎn)脫牙,避免單個螺紋型芯先后脫出造成塑件受力歪斜。
四、冷卻、排氣與量產(chǎn)耐磨優(yōu)化結(jié)構(gòu)
螺紋型芯內(nèi)部必須植入細孔式冷卻運水,螺紋區(qū)域溫度過高容易粘模、螺紋變形,直通式水路通入型芯內(nèi)部循環(huán)冷卻,將螺紋成型區(qū)域模溫波動控制在 ±2℃。螺紋牙圈收尾位置屬于困氣集中區(qū)域,在螺紋型芯尾部、分型面對應(yīng)螺紋末端位置開設(shè)細小排氣槽,排氣深度 0.015mm,排出充填時滯留的空氣,防止螺紋牙位燒焦、缺牙。所有相互嚙合的齒輪、齒條、絲桿摩擦部位加裝耐磨青銅套與潤滑油槽,量產(chǎn)過程自動潤滑降低磨損速度,齒輪表面做氮化處理提升硬度,延長傳動結(jié)構(gòu)使用壽命。對于具備防倒扣、防脫牙要求的自鎖螺紋塑件,可在螺紋型芯末端增加延時鎖緊結(jié)構(gòu),保壓階段鎖住型芯,冷卻結(jié)束之后再啟動旋轉(zhuǎn)脫牙。

五、各類結(jié)構(gòu)選型適用邊界
螺紋牙數(shù)小于 5 圈、批量普通日用品塑件,優(yōu)先選用齒輪齒條脫牙結(jié)構(gòu),壓縮模具制作成本;螺紋牙數(shù)大于 8 圈、大直徑工業(yè)螺紋管件,選用液壓馬達獨立驅(qū)動脫牙結(jié)構(gòu),靈活調(diào)節(jié)脫牙轉(zhuǎn)速保障螺紋完整;微型精密內(nèi)螺紋、薄壁螺紋塑膠件,選用絲桿脫牙緊湊結(jié)構(gòu)節(jié)省模具空間。外螺紋塑件脫牙結(jié)構(gòu)設(shè)計邏輯與內(nèi)螺紋相反,將螺紋環(huán)套布置在母模一側(cè),依靠傳動機構(gòu)旋轉(zhuǎn)螺紋環(huán)完成脫牙,外觀外螺紋產(chǎn)品不可在螺紋環(huán)表面開設(shè)排氣槽,避免留下牙線痕跡。
總結(jié)
螺紋塑件自動脫牙模具的設(shè)計核心是分離脫牙動作與頂出動作,搭配可靠的塑件止轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)防止螺紋跟隨型芯旋轉(zhuǎn)損壞牙型,結(jié)合塑件螺紋規(guī)格、牙圈數(shù)量、量產(chǎn)節(jié)拍選用齒輪齒條、液壓馬達、絲桿三種傳動結(jié)構(gòu)。齒輪齒條結(jié)構(gòu)依靠開模動力簡化模具構(gòu)造,馬達驅(qū)動結(jié)構(gòu)適配長螺紋、多型腔精密生產(chǎn),絲桿結(jié)構(gòu)適合微型小件緊湊型模具,配合螺紋型芯內(nèi)置冷卻水路、齒輪氮化耐磨處理、螺紋末端局部排氣等輔助結(jié)構(gòu),既能實現(xiàn)全自動無人脫牙生產(chǎn),規(guī)避人工旋牙帶來的效率低下、螺紋破損等問題,也能長期維持螺紋成型精度,滿足瓶蓋、管道接頭、精密螺紋塑膠配件大批量穩(wěn)定注塑生產(chǎn)的需求。
