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1. 螺紋抽芯機構
塑膠製品螺紋分為外螺紋及內螺紋。製品的外螺紋脫出機構可分為兩類:哈夫滑塊側抽芯機構及螺紋型環脫螺紋機構。製品的內螺紋脫出機構可分為三類:強制脫螺紋機構、旋轉脫螺紋機構及頂出脫螺紋機構。
在旋轉脫螺紋機構中,螺紋型芯或型環要脫離製品,必須相對製品作回轉運動,如果螺紋型 芯或型環在轉動時製品跟著一起轉動,則螺紋型芯或型環是脫不出製品的,因此製品必須止轉,即不隨螺紋型芯或型環一起轉動。為了達到這個要求,製品的外形或端面上需帶有防止轉動的花紋或圖案,如(圖1)所示。

(1-1) 螺紋脫模扭矩的計算
如(圖2)所示,假定製品對螺紋型芯的總包緊力P作用在螺紋中徑圓柱面上,由此可得使型芯或製品旋轉的脫模力扭矩如(圖3-1) (圖3-2)所示。



(1-2) 螺紋脫模功率的計算
求得螺紋脫模扭矩,可由(圖4)求得旋轉脫模所需功率。

2. 強制脫螺紋
利用製品脫模溫度下的彈性,將製品從螺紋型芯或型環上推出。在脫模力的作用下內螺紋製品被強制膨脹,外螺紋製品被強制壓縮,從而達到脫出的目的,這就是強制制脫螺紋。需強制脫出的製品其螺紋牙側面必須有足夠的斜度或採用圓牙螺紋,對於矩形或接近矩形的螺紋牙在強制脫出時會使螺紋牙剪斷,對於標準的三角牙螺紋由於牙尖很薄,強制脫出時容易變形或刮傷,甚至會將牙尖去掉一小段。
強制脫螺紋這種模具結構比較簡單,用於精度不高的製品。一般有兩種方式,一是利用塑膠塑性變形強制脫模,二是利用橡膠彈性變形強制脫模。適用於聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等具有彈性的塑膠製品,一般其倒扣長度H≤0.8mm,採用推板將製品從螺紋型芯上強制脫模,儘量採用如(圖5-a)所示的平面作為頂出面,同時頂出段 S≥0.8mm,儘量避免採用如(圖5-b)所示的圓弧形端面作為製品的頂出面,因為這種頂出方式容易打滑,造成脫模困難。

(圖6)所示為彈性變形強制脫模機構(這種應用矽橡膠的螺紋脫模機構,我也只有在書面資料上看到有這種作法)。開模時,分型處【Ⅰ-Ⅰ】先開模,防止粘母模,開模一段距離後,分型處【Ⅱ-Ⅱ】接著開模,【公模鑲件8】逐漸退出【矽橡膠螺紋型芯6】,使得矽橡膠螺紋型芯有空間收縮,最後由推桿將製品強行推出。此種模具結構簡單,但矽橡膠螺紋型芯壽命短,適用於小批量生產的製品。

3. 活動螺紋型芯或型環的形式
製品上的螺紋孔用螺紋型芯來成型,帶有外螺紋的製品用螺紋型環來成型。螺紋型芯和螺紋型環成型後可以自動脫卸或手動脫卸,操作簡單靈活。活動螺紋型芯與型環的典型結構如(圖7)所示,其為用於成型中小型製品的分瓣式可脹縮型芯結構。其利用組合型芯,型芯中心有一錐形桿,當錐形桿插入後型芯各瓣緊密排列成一圈,將螺紋加工在外表面,成型後先抽回中心的錐形桿,型芯各瓣由於彈性向內側間隔錯開回縮而與製品分離,縮回距離為e,這種結構需配合推件板等使用。 其缺點是在內表面會留下少許拼合線痕跡。分瓣式型芯也可用來成型製品上其他形式的內側凹。

(圖8)所示為間斷內螺紋的側抽芯機構。製品的內螺紋在圓周面上為三個局部段,對應在模具上製成三個內抽滑塊。公、母模在【I-I】處分型後,製品脫離【母模型腔板1】,接著【推板3】與【承板5】在【II-II】處開模,【型芯7】的T形槽迫使【螺紋滑塊2】向中心移動從而逐漸脫離製品倒扣,最後由推板推出製品。
需要注意的是:這些【螺紋滑塊2】始終不脫離【主型芯7】,限位行程參考(圖8) 的(式-C1)。同時主型芯要有足夠大的直徑,以容納螺紋滑塊。

(圖9)所示為外螺紋抽芯機構。開模時,公、母模在【I-I】處先開模,【母模型芯4】與【母模型腔5】逐漸脫離製品,同時,由固定在定模側的【斜導柱3】撥動【滑塊座1】,使得【外螺紋滑塊2】向外抽芯。當抽芯完畢時,【復位桿9】推動【推板8】,由固定在推板側的【公模型腔6】推出製品。需要注意的是,為了防止毛邊影響裝配,有時也可以在外螺紋處設計兩小段平面。

此結構屬於瓣合模抽芯機構(哈夫滑塊模具),模具精度較差,還可能帶有不易去除的毛邊(或滑塊的分模斷差),但結構簡單,效率高,是一種常用的機構。
(圖10)所示為徑向脹縮螺紋型芯機構。伸縮套的成型部分被切成縱向條片,富有彈性而能自行收縮。當中心芯棒充塞時,張開的鋼套成型完整的內螺紋。中心芯棒退出後,伸縮套收縮,而後用推板推出製品及澆注系統凝料。對於連續內螺紋也可採用抽芯機構來成型,常用的是徑向內縮式的內螺紋抽芯機構。

4. 手動脫螺紋機構
手動脫螺紋生產效率低,但模具結構簡單,適用於小批量生產,一般分為兩種形式,即模內手動脫螺紋機構及模外手動脫螺紋機構。
(圖11)所示為模內手動脫螺紋型芯的機構。開模後,當人工搖動【主軸1】時,通過【斜齒輪3、9、11】的傳動,使【螺紋型芯5】旋轉的同時作軸向移動退出製品。這時,製品緊壓【軸套6】的端面,並依靠側澆口防止製品隨【螺紋型芯5】轉動。同時,【拉料桿8】在【斜齒輪9】的帶動下後移,從而使【螺紋型芯5】及【拉料桿8】同時脫出製品。設計時必須注意【螺紋型芯5】非成型端的螺距及旋出方向與成型端的螺距及旋出方向一致,否則將使製品損壞。

(圖12-a)所示為手動旋轉脫螺紋機構。開模後通過【手輪轉動軸1】,驅使【螺紋型芯7】旋轉,製品 軸向退出,由於【彈簧4】的張力作用,【活動型芯6】與制品同步右移,並將製品推離【螺紋型芯7】。
(圖12-b) 所示為模外手動脫螺紋機構。推出時,【推桿2】推出【活動螺紋型芯1】,並連同製品一起推出。需要注意的是,為了把【活動螺紋型芯1】從製品上脫下, 一般需要在【活動螺紋型芯1】下加工出內六角,從而利用扳手直接將其旋出。

(圖13-a)所示為利用端面止轉花紋脫模的手動脫螺紋機構。開模後搖動手柄,通過錐齒輪使螺紋型芯旋轉,端面止轉推件板在彈簧作用下隨製品移動,直至製品脫出,限位螺絲決定了推板的最終位置。
(圖13-b)所示為一模多腔的手動脫螺紋機構。開模時內螺紋製品靠澆注系統凝料止轉並沿軸向退出。 製品內螺紋與冷料穴螺紋方向相反。

☆ 附註
以下是文章內的附註說明






☆ 其他參考資料及文章
★ 【模具可折疊型芯機構】(按圖超連結)

★ 【絞牙模具|螺紋模具-模具設計案例(01)】(按圖超連結)

★★★★★【案例及資料下載】★★★★★
● 【壓縮檔裡的檔案內容】
播放清單裡面的教學影片是2013年以前的設計教學(中國大陸的教材)。因此,影片中所使用的軟體版本都是舊版。雖然這是舊的軟體版本,但是模具設計的概念和拆模方法仍然適用,主要的區別在於軟體的操作介面和指令有所不同。我以前做模具設計時,是用Proe拆模,但是Proe在模具設計這方面的教學資源較少,所以那時我是看著UG的影片,找Proe相類似的指令去練習拆模。
