螺紋模具設計

螺紋模具設計案例(12) – 雙螺紋同步脫模與母模側向分型設計解析

本模具用於成型帶有兩個矩形螺紋孔的瓶蓋塑件,採一模八腔配置,型腔排成一排。模具以馬達及蝸輪蝸桿機構帶動兩處螺紋同時自動脫模,母模則採斜滑塊側向分型,並由推板配合螺紋型芯轉動,使塑件逐步脫離螺紋型芯。

1. 絞牙模具機構介紹與設計

瓶蓋、管件與螺母等產品常具有螺紋倒扣結構,無法使用一般頂出方式直接脫模,因此模具設計時需搭配齒輪、油壓缸或馬達等自動脫螺紋機構,使型芯與產品之間產生相對旋轉,讓產品能在不損傷螺牙的情況下順利退出模具。此類模具與機構常見的說法包括絞牙模具、螺紋模具、螺紋抽芯機構、Unscrewing Mold 等。

如想進一步了解絞牙模具的原理說明與設計應用,可參考以下【螺紋抽芯與脫螺紋模具機構介紹與模具設計案例指南】(按圖連結文章)。本文彙整了部落格中有關絞牙模具的文章、圖片與影片教學內容,協助各位更完整理解螺紋抽芯與脫螺紋模具機構的設計重點。

2. 塑件結構分析

塑件為端蓋類零件,結構如 (Figure 1) 所示,塑膠材料為《PP》,成型收縮率為 2%。塑件設有兩個矩形螺紋孔,螺牙為矩形,不能採用強制脫模,因此塑件脫模是本模具的設計難點。塑件端面另設有八個凹孔,在螺紋型芯脫模時具有防止塑件轉動的作用。

3. 模具結構分析

本模具採一模八腔配置,型腔排成一排。分型線位於塑件小端面,因此母模採用斜滑塊側向分型。模具使用側澆口澆注系統,熔體由側面,也就是《斜滑塊 2》與《斜滑塊 8》的結合面進入型腔。

塑件的兩個螺紋孔採同時自動脫模結構,動力來源為馬達,中間採用蝸輪蝸桿傳動。《蝸桿 20》帶動四個《蝸輪 19》旋轉,再由蝸輪帶動《螺紋型芯1 (4)》與《螺紋型芯2 (6)》轉動,傳動結構如 (Figure 5) 所示。

兩支螺紋型芯在轉動過程中不作軸向移動,而是由《推板 27》在《彈簧 11》的推動下帶動塑件移動,使塑件逐步脫離螺紋型芯。馬達的啟動與關閉分別由《行程開關1 (29)》及《行程開關2 (31)》控制,定距分型機構如 (Figure 2) 所示,模具詳細結構如 (Figure 3) (Figure 4) (Figure 5) 所示。

4. 模具工作流程

熔體經側澆口澆注系統,由《斜滑塊 2》與《斜滑塊 8》的結合面進入型腔。塑件成型固化後,注塑機拉動動模開模,模具先完成母模斜滑塊側向分型,再啟動馬達,使兩支螺紋型芯同時旋轉,配合推板推動塑件完成螺紋脫模。

(4-1) 母模斜滑塊側向分型步驟

  • (a) 塑件成型固化後,注塑機拉動動模開模,模具先從《分型面 PL1》打開。
  • (b) 《斜滑塊 2》與《斜滑塊 8》分別在《彈簧 3》及《彈簧 7》的推動下開始移動。
  • (c) 兩個斜滑塊在《斜滑塊導向塊 34》與《斜滑塊導向塊 35》的導引下,一邊向開模方向移動,一邊向兩側移動。
  • (d) 《斜滑塊 2》與《斜滑塊 8》脫離塑件,完成母模側向分型。
  • (e) 《分型面 PL1》打開 20 mm 後,《推塊1 (30)》脫離《行程開關1 (29)》,馬達開始啟動。

(4-2) 雙內螺紋自動脫模步驟

  • (a) 馬達啟動後,帶動《蝸桿 20》旋轉。
  • (b) 《蝸桿 20》帶動四個《蝸輪 19》轉動。
  • (c) 《蝸輪 19》帶動《螺紋型芯1 (4)》與《螺紋型芯2 (6)》旋轉。
  • (d) 兩支螺紋型芯在旋轉過程中不作軸向移動。
  • (e) 《推板 27》在《彈簧 11》的推動下帶動塑件移動,使塑件逐步脫離《螺紋型芯1 (4)》與《螺紋型芯2 (6)》。
  • (f) 塑件端面的八個凹孔在脫螺紋過程中防止塑件轉動。
  • (g) 《分型面 PL2》的開模距離為 20 mm,由《限位螺絲 10》控制。
  • (h) 《分型面 PL2》打開至 20 mm 後,塑件脫離兩支螺紋型芯。
  • (i) 此時《推塊2 (32)》脫離《行程開關2 (31)》,馬達電源隨即關閉,完成一次注射成型。

5. 模具設計與操作注意事項

本模具的動作順序為母模斜滑塊先完成側向分型,再啟動馬達帶動兩支螺紋型芯同步旋轉。螺紋型芯本身不作軸向移動,塑件由《推板 27》推動並逐步脫離螺紋型芯。《行程開關1 (29)》配合《推塊1 (30)》控制馬達啟動,《行程開關2 (31)》配合《推塊2 (32)》控制馬達關閉。

✰✰✰ 延伸閱讀 ✰✰✰

(✰) 絞牙模具|螺紋模具|Unscrewing Mold-播放清單

(✰) 絞牙|螺紋模具設計教程(上)-播放清單

(✰) 絞牙|螺紋模具設計教程(下)-播放清單