模具设计第10章 螺纹塑件的成型

十章螺纹塑件的成型内容简介：本章主要讲述螺纹塑件的设计；螺纹型芯与螺纹型环尺寸的计算；螺纹型芯与螺纹型环的结构设计；螺纹塑件的非旋转脱模结构，包括强制脱螺纹、外螺纹侧向分型脱模、间断内螺纹的侧抽脱模、模外脱模等内容；螺纹塑件的旋转脱模结构的设计。学习目的和要求：1、掌握螺纹塑件的设计、螺纹型芯与螺纹型环的结构设计和尺寸计算。2、掌握螺纹塑件的非旋转脱模和旋转脱模结构设计。重点：1、螺纹塑件的设计、螺纹型芯与螺纹型环的结构设计和尺寸计算。2、螺纹塑件的非旋转脱模和旋转脱模结构设计。难点：螺纹塑件的非旋转脱模和旋转脱模结构设计。10.1螺纹设计10.1.1螺纹形状与尺寸精度塑件上的螺纹应选用参考模制的螺纹达不到高精度，一般低于GB3级，螺纹外径不能小于2毫米。塑料螺纹与金属螺纹的配合长度就不能太长，一般不大于螺纹直径的1.5倍。螺纹成型方法有以下几种：(1)采用活动成型杆或成型环；(2)外螺纹采用辨合模成型；(3)强制脱模。内螺纹始端有一台阶孔，孔深0.2～0.8毫米，并且螺纹牙应渐渐凸起，如图10-2所示。外螺纹其始端也应下降0.2毫米以上，末端不宜延长到与垂直底面相接处。如图10-3所示。过渡部分，按表10-2选取。在同一螺纹型芯(或型环)上有前后两段螺纹时，应使两段螺纹旋转方向相同，螺距相等，如图10-4（a）所示。当螺距不等或旋转方向不同时，就要采用两段型芯(或型环)组合在一起，成型后分段拧下，如（b）图所示。10.1.2脱模对塑件的要求塑件必须止转结构。图10-510.1.3对模具的要求塑件要求止转，模具就要有相应防转的机构来保证：当塑件的型腔（凹模）与螺纹型芯同时设计在动模上时，带防转结构的型腔就可以保证不使塑件转动。当型腔不可能与螺纹型芯同时设计在动模上时，如型腔在定模，螺纹型芯在动模，动、定模一分型，螺纹型芯就开始与塑件脱离，塑件与带防转结构的定模型腔不脱离。当螺纹型芯在塑件上还有最后一牙时，利用定距脱模机构使塑件与型腔分开。动画1210.1.4螺纹塑件的配合长度塑料螺纹强度约为钢制螺纹强度的1/5～1/10倍，而且螺牙的正确性较差。如果两个互相配合的螺纹塑件的材料、成型方法相同，则一般问题不大。如果是塑料螺纹与钢制螺纹配合，则螺纹的配合长度应不大于螺纹直径的1.5倍。螺纹配合长度、螺距方向的收缩量大，就有影响螺纹塑件使用的危险。螺纹的配合长度可按以下公式计算：nSL0035.0)06.0(CPkdb10.2螺纹型芯与螺纹型环尺寸的计算螺纹连接的种类很多，其配合性质也各不一样，影响塑件螺纹连接的因素比较复杂，目前还没有成熟的计算方法，仅就普通紧固连接用的螺纹(牙尖角为60°的公制螺纹)型芯和型环计算方法加以讨论。当金属螺纹与塑件螺纹相配合时，模具的螺纹除了在直径方向必须考虑收缩率外，还应该考虑螺距上的收缩，这样一来螺距的数值便成为不规则的小数，虽然可以在车床上加工，但比较困难，因此当配合长度较短时也可不考虑螺距收缩率。下面的计算是以下列假设为前提的：①塑件外螺纹与塑件内螺纹相配合，二者收缩率相同(例如内外螺纹由同种塑料制造)或相近。②金属螺纹与塑件螺纹相配合，成型模具的螺纹部分考虑了螺距收缩率。③金属螺纹与塑件螺纹相配合，成型模具末考虑螺距收缩率，但是配合长度很短(不超过7～8牙)。螺纹连接的几个主要几何参数是：螺纹外径、螺纹中径、螺纹内径、螺距和螺纹牙尖角。对模具螺纹型芯或型环的主要参数计算和确定分别讨论如下：10.2.1螺纹型芯径向尺寸计算螺纹型芯中径：中径是决定螺纹配合性质的最重要的尺寸，它决定着螺纹的可旋入性和连接的可靠性。按平均值法计算：中中外外外]Sdd[dCPSSM中中中中中]Sdd[dCPSSM型芯的中径为：螺纹型芯外径：螺纹型芯内径：中中内内内]Sdd[dCPSSM10.2.2螺纹型环径向尺寸计算中中内中中][CPSSMSDDD中中外外外]2.1[CPSSMSDDD中中内内内][CPSSMSDDD从上面的式子可以看出，螺纹型芯径向尺寸计算与一般型芯径向尺寸计算是相似的，螺纹型环径向尺寸计算与一般型腔径向尺寸计算是相似的，但又不完全相同。这是因为塑件螺纹成型时，由于收缩的不均匀性和收缩率波动等因素使其牙型和尺寸都有比较大的偏差和变化，使可旋入性降低。螺纹配合中螺距和牙尖角的误差，可通过增大螺母中径或减小螺栓中径的办法来补偿，因此按一般规律型芯计算公式中加上3／4△中，而在螺纹型芯中径计算公式中是加上中，即增加了制件螺孔的中径。型腔计算公式中是减去3／4△中，而在这里是减去△中，即减小了塑件螺栓的中径。在外径和内径计算公式中，无论是螺纹型芯或螺纹型环都是采用中径的公差中，其制造公差也取中径的制造公差值中，这是因为中径的公差值总是小于内径和外径的公差值，这样可提高模具制造精度。此外希望塑件螺纹配合时，齿顶和齿根有较大的间隙，以增加松动，避免磨损。因此螺纹型芯的内径计算公式中，按一般规律应加上3／4△中，但此式中是加上△中，用它成型的制件螺孔内径大、牙尖短。塑件螺纹的牙尖过薄是不恰当的，易发生破碎或变形，牙尖切短后相应的增加了牙尖的厚度。根据同样的理由，螺纹成型环的外径计算公式中减去1.2△中，用它成型的外螺纹(螺栓)外径较小，这不仅增加牙齿顶端的配合间隙，同样也增加了牙尖的厚度和强度。10.2.3螺纹型环或螺纹型芯的螺距尺寸计算螺距尺寸的计算和前面中心距尺寸的计算完全相同，即：PM=[P(1+Scp)]±1/2但是从模具机械加工的角度出发，加工带有不规则小数的特殊螺距是比较困难的，因此当收缩率相同或相近的塑件外螺纹与塑件内螺纹相配合时，两者都不考虑收缩率。当塑件螺纹与金属螺纹相配时，如果螺纹配合长度不超过7--8牙者，可以靠增大中径间隙来弥补，在螺纹型芯与型环中径尺寸计算时已经考虑到这种因素，因此不再计算塑件螺距的收缩率，其补偿情况如图10-6所示。中返回10.3螺纹型芯或螺纹型环的结构设计在模具安放螺纹型芯或型环的主要要求是：成型时要可靠定位，开模时要方便取出。10.3.1螺纹型芯10.3.2螺纹型环两种结构:整体式的螺纹型环，如图10-11a所示。组合式的螺纹型环，如图10-11b所示。10.4螺纹塑件的非旋转脱模10.4.1强制脱螺纹柔性塑料；并且是内螺纹；半圆形的粗牙。螺牙高度小于螺纹外径的25％；制品必须要有足够厚度和吸收弹性变形能。通常用推板强制推顶，塑件被推顶的应是平面。型芯外圆和推板孔应有3°～5°斜度，单面间隙最大为0.05mm。10.4.2外螺纹侧向分型脱模柔性塑料制品允许外螺纹的轴线方向有飞边。10.4.3间断内螺纹的侧抽脱模主型芯要有足够大的直径，以容纳螺纹滑块或滑杆。10.4.4径向张缩螺纹型芯螺纹钢套的成型部分被切成纵向条片，富有弹性而能自行收缩。10.4.5利用硅橡胶螺纹型芯脱螺纹模具结构简单，硅橡胶螺纹型芯的寿命低，小批量生产。10.4.6模外脱模10.5螺纹塑件旋转脱模10.5.1螺纹部分回转的方式结构要求：塑件或模具不管哪一方又回转运动又轴向运动，或者仅一方回转、另一方轴向运动。一般的模具回转机构设在动模一边。(1).塑件外部有止转的情况当止动部分长度H和螺纹长度h相等时，回转终了即使没有顶出装置，塑件也能落下当H＞h时，如图所示则需要采用顶出杆将塑件顶出型腔。(2).塑件内部有止动的情况止动型芯上螺纹的螺距和塑件上螺纹的螺距必须一致，并且塑件脱离螺纹型芯后，顶部平面还和止动型芯连接着，返回返回返回(3)塑件的端面有止动的情况当小型塑件使用侧浇口的时候，塑件的外形不设止动。10.5.2回转部分的驱动方式按驱动的动力分：1.人工驱动返回2.开模力驱动旋转脱模成型螺纹与另一端的传动螺纹的螺距和旋向相同。型芯轴上齿轮的宽度应保证在其进退的工作行程中，保持与齿条啮合。如果成型螺纹的旋转轴线垂直于开模方向，只需采用有齿轮的螺纹型芯和齿条导柱。如果成型螺纹的轴线与开模方向一致，则要用圆锥齿轮或螺旋斜齿轮等变向机构。返回