研究建筑排水管接头内螺纹抽芯注塑模具设计
研究建筑排水管接头内螺纹抽芯注塑模具设计
摘要：针对内螺纹特征的管接头形状特点,运用计算机辅助工程(CAE)软件,分析并确定了塑
件的浇注系统和主分型方式,设计了一模一腔两板热流道结构模具。运用 4个基本结构相同的复
合抽芯机构对塑件的内管壁特征和内螺纹特征进行成型与脱模。复合机构中,对内管壁特征和内
螺纹特征的成型件进行分开设置,由电机驱动内螺纹型芯完成抽芯,再由油缸驱动侧抽芯机构带
动内管壁型芯抽芯和内螺纹型芯的移位。
关键词:排水管;热流道;螺纹型芯;复合机构;模具结构;
Abstract：According to the shape characteristics of the pipe joint with internal thread, the gating
system and the main parting mode of the plastic part are analyzed and determined by CAE software. A
mold with one cavity, two plates and a hot runner structure is designed. Four composite core pulling
mechanisms with the same basic structure were used to form and demould the characteristics of inner
pipe wall and internal thread of plastic parts. In the composite mechanism, the molded parts for inner
tube wall feature and internal thread feature were separately set. The internal thread core is driven by
the motor to complete the core pulling, and then the cylinder drives the side core pulling mechanism to
drive the core pulling of the inner tube wall and the displacement of the internal thread core.
建筑行业中使用聚氯乙烯(PVC)成型的管类零件连接件,如管接头等,一般采用注射成型的方
式进行成型。连接件塑件中设置有管内螺纹特征时,模具中需要设置内螺纹抽芯机构来实施内螺
纹脱模。内螺纹脱模机构的设计随着塑件内、外壁形状变化而变化,需要进行多维度机构件的设
计创新,以简化模具结构。下面针对建筑排水管接头内螺纹特征的形状特点,运用计算机辅助工
程(CAE)软件分析并确定了塑件的浇注系统,再依据浇注的特点,对模腔进行分型,设计了一模一
腔两板热流道结构模具。
1 塑件结构分析及技术要求
1.1 塑件特征
“ ”十 字型建筑排水管接头塑件的外形如图 1所示,选用改性 PVC 硬质塑料,收缩率为 1%。接
头的主体由两端开口管构成,其管端分别为 G1 和G3,G1 管端内壁设置有内螺纹特征 S1,G3 管端
内壁设置有内螺纹特征 S3;在主体的两侧,分别设置了管端 G2 和G4,G2 管端内壁设置有内螺纹
特征 S2,G4 管端内壁设置有内螺纹特征 S4。G2 管端内壁与 G1-G2 主体管道内壁通过 H1 和H2
2个异形孔进行连通。在 G4 管端两侧的 G1-G3 主体管道外壁上,设置了 2个柱台孔通孔,与管道
G1-G3 内壁通孔直接连通。柱台孔通孔内壁上分别设置有内螺纹特征 S5 和S6。
图1 塑件形状
G1～G4―管端编号;S1～S6― 内螺纹 特征编号;H1～H2―异形孔编号
1.2 塑件成型要点
1)浇注。
塑件使用的 PVC 流动性一般,注塑时需增强其流动性,增塑后的熔融料采用热流道进行浇注
[1],以保证模腔充分填充。
2)内壁特征的脱模。
如图 2所示,塑件内壁上的 S1～S6 这6个内螺纹特征需采用内螺纹抽芯机构实施脱模。G1
～G4 管端内壁上除有 S1～S4 这4个内螺纹特征外,还分别有一段内管壁特征,G1-G3 管端的内
管壁长度为 113 mm,G2,G4 管端的内管壁长度分别为 34 ,30 mm,4 段内管壁因其成型型芯包紧力
大,需要使用单独抽芯的方式来脱模。S4 内螺纹特征与 S5,S6 2 个内螺纹特征位于同一
侧,S4,S5,S6 内螺纹特征的螺纹节距(P)分别为 2,1,1 mm,需要设置 3个螺纹型芯分别对 S4,S5,S6
螺纹特征进行脱模,在单侧狭小的空间内,需要将 3个螺纹型芯设置在同一侧抽芯机构上。
图2 塑件结构尺寸(单位:mm)
S1～S6―内螺纹特征编号;P―螺纹节距
3)分型。
结合浇注系统设置及脱模的需要,以图 3(a)中所示外分型线作为主分型线,在此主分型线下
设置主分型面用于模腔打开[2,3,4];模腔在模具中为一模一腔布局,这样有利于 S1～S6 内螺纹特
征的脱螺纹机构及 4个内壁的成型型芯抽芯机构的设置。图 3(b)中所示,4 条内分型线衍生的内
分型面对内管壁成型块进行分割出 4个内管壁成型型芯,4 个型芯的头部相互对插进行定位。
图3 分型及脱模机构设置
S1～S6―内螺纹特征编号;M1～M4―脱模机构编号
据此分型,塑件的脱模可以用图 3(b)所示的机构布局设置来实现:针对 S1～S6 内螺纹特征的
脱模,各自设计 1个管螺纹型芯来进行脱模;针对 G1～G4 端的 4个内管壁特征,则各自设计 1个
内管壁成型型芯来进行脱模。所设置的 4个侧抽芯机构为 M1～M4,M1 机构对应于 G1 端管内
壁和 S1 内螺纹的成型与脱模,M2 机构对应于 G2 端管内壁和 S2 内螺纹、M3 机构对应于 G3 端
管内壁和 S3 内螺纹、M4 机构对应于 G4 端管内壁和 S4 内螺纹的成型与脱模。S5,S6 螺纹型芯
安装于 M4 机构上,机构 M4 能同步驱动 S4,S5,S6 螺纹型芯转动。
2 模具结构分析
2.1 模具整体结构
模具结构如图 4所示,采用龙记 H型两板式热流道模具结构。导套 16、导柱 17 所构成的导
向机构共有 4副,其中的 1副采用偏心安装,以防止模具装配时定模、动模装错。为保证模具模
腔定位复位的精确性,模具采用三级定位机构实施定位:第一级为导柱、导套定位机构;第二级为
4个精定位块 20 构成的模板边缘定位机构;第三级由型腔镶件 4和型芯镶件 5通过 4个虎口配合
来实施的模腔复合定位机构。结合 CAE 分析,采用?10 mm 管道进行冷却水路设置时,型腔镶件
4、型芯镶件 5各采用 1条水路冷却,G1～G4 端内管壁成型型芯各单独设置 1条水路进行冷却。
塑件的最终脱模使用顶针顶出来实现。M1～M4 都为油缸驱动直线抽芯+电机驱动脱螺纹抽芯
形式的复合抽芯机构。
图4 模具结构
1―定位圈;2―热流道嘴;3―定模板;4―型腔镶件;5―型芯镶件;6―动模板;7―复位杆;8―支
撑柱;9―顶针盖板; 10―顶针推板;11―垃圾钉;12―底板;13―顶针;14―供油集成块;15―水
嘴;16―导套;17―导柱; 18―计数器;19―保护柱;20―精定位块;PL―开模面;M1～M4―脱模机构
编号
2.2 脱模机构
2.2.1 M2 脱模机构
M2 脱模机构如图 5(a)所示,机构由 2个子机构 G2 管内壁型芯 21 的侧抽芯滑块机构、S2 内
螺纹的型芯旋转抽芯机构复合而成。G2 管内壁型芯 21 的侧抽芯滑块机构构成为:件23～件 26
通过螺钉紧固在一起后构成 M2 滑块体;G2 管内壁型芯 21 的尾端通过定位块 43 进行周向定位,
通过卡环 44 进行轴向定位;在定模板 3上安装的 M2 锁紧块 28 及其上的锁紧板 27 用于对 M2 滑
块进行闭模时的锁紧;M2 滑块的滑块座由M2 压条31、M2 挡板32、滑块底板37 构成,M2 滑块
的滑块座安装于模具的动模板 6上;M2 油缸 34 通过油缸座33 安装于 M2 挡板32 上,其中心杆 36
通过杆接头 29 与第四分块 26 连接,用于驱动 M2 滑块进行侧抽芯。S2 内螺纹型芯 22 套装于 G2
管内壁型芯 21 的外面,通过 2个G2 支撑轴承 48 安装于 M2 滑块体内,其尾端由推力轴承 46 进行
定位;G2 齿轮 47 通过齿轮键安装于 S2 内螺纹型芯 22 的外壁上,与驱动齿轮 42 为齿轮传动配合,
由S2 内螺纹型芯 22 驱动其旋转抽芯;驱动齿轮 42 安装于齿轮箱 45 上,由M2 电机 35 通过 M2 电
机轴38 来对其旋转驱动。
摘要：
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研究建筑排水管接头内螺纹抽芯注塑模具设计 摘要：针对内螺纹特征的管接头形状特点,运用计算机辅助工程(CAE)软件,分析并确定了塑件的浇注系统和主分型方式,设计了一模一腔两板热流道结构模具。运用4个基本结构相同的复合抽芯机构对塑件的内管壁特征和内螺纹特征进行成型与脱模。复合机构中,对内管壁特征和内螺纹特征的成型件进行分开设置,由电机驱动内螺纹型芯完成抽芯,再由油缸驱动侧抽芯机构带动内管壁型芯抽芯和内螺纹型芯的移位。 关键词:排水管;热流道;螺纹型芯;复合机构;模具结构; Abstract：According to the shape characteristics of the pipe ...
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作者：闻远设计
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时间：2023-05-25
