一、产品分析
此产品是用在太阳能热水器上的的节止阀，材料是POM，外形见下图。
从上图可以看到，产品外面有螺纹，这个不难，用滑块就可以脱模了。反面有内螺纹，并且中央部分是不能旋转的，见下图。
产品看来脱模比较困难，因为内螺纹中间的部分是转不了的，但是内螺纹必须用机械的方法转出来，而且产品的中间部分比较厚，内螺纹的中间部分必须要冷却。这2项要求好像有点相互矛盾。是一套典型的螺纹旋转抽芯结构的注塑模具，但又要将旋转部分的中间布置成为不转的，这个不转的部分还要通冷却水，这个案例对模具设计师是个很大的挑战，案例来自河北黄骅模具城某模具厂。
二、浇口的设计
这个案例在考虑模具结构以前，首先先要考虑好浇口怎么安排，用什么形式，在哪里进胶？因为本产品的脱模要向四面抽芯，做一模多腔比较困难，只能考虑用小机型，做一模一腔。但是浇口的安排比较麻烦，一般的来讲，本产品有三种进胶方法：1热流道，2点浇口，3大浇口。但是由于注塑机比较小，模具的总厚度受到限制，从这点考虑，我认为优先采用大浇口，因为大浇口的模具厚度最小。
大浇口虽然最简单，但是进胶点放在哪里呢？由于制品安排浇口的最佳位置是凹下去的，普通的大浇口将难以实现，切除也困难，假如放弃大浇口，做点浇口或者热流道，则模具的高度很大，显然不合理，而且模具的成本也增加很多，注塑机也要大一号，直接就增加了生产成本，所以，必须考虑大浇口。经过一段时间的考虑，我设想了一种变种的大浇口，见下图。
从上图可以看到，将成型产品上端的圆凹坑的圆凸台直接做成浇口套的一部分，这样，浇口总长度才10mm，小头2.5mm，大头3mm,这时的注塑成型的阻力最小，脱模的阻力也最小，用一把专用的刀很容易切除，用了这个浇口的设计，定模大大简化了，定模的厚度也大大减小了，适合小机型生产，腾出空间给动模安排合理的脱模机构。经过Moldex 3D公司的模流分析，这个浇口的设计是非常合理的，见下图。
三、螺纹芯的设计
螺纹芯是中空的，为了模具结构的紧凑和螺纹型芯有足够的强度，我将齿轮和螺纹型芯做成一体的,螺纹型芯的另外一端有导向的螺纹，导程与造型的螺纹的导程是一致的，见下图。
导向的螺纹与定制的螺母相配合。当螺纹芯上的齿轮被传动时，这个导向螺纹在螺纹型芯旋转的同时，使得整个螺纹芯边旋转边向后退，因为螺母是要有硬度的，合理的硬度为HRC48~52，在这样的硬度时，内螺纹的加工是很困难的，为了方便加工和装配，我将这个螺母分为二半来做，做完后二半装在相应的一个穴中就成为一个整体。螺母的材料是用CrWMn，见下图。
螺纹是用电极加工出来的。加工螺母的螺纹的电极是由数控车床加工出来的。电极的固定端铣一基准面，当加工完一半螺母后，将电极反过来再打表分中后，加工另外一半螺母，见下图。
四、整套模具的动作原理
这套模具的出模比较难理解，让我慢慢地给大家解释。第一步，在模具没有打开前，螺纹芯通过液压马达的带动，产生旋转，顺着导向螺母运动，使得这部分螺纹脱离产品。这时，螺纹内芯是不动的，因为螺纹内芯的头部造型是非旋转体，见下图。
第二个动作，动模垫板与动模底板之间先分开15mm，见下图。
在上图中可以看到，螺纹型芯的螺纹部分已经旋出，由于在分型面上设置了尼龙拉钉，开模时主分型面先不打开，而是动模底板与动模底板间先打开15mm。这时4个滑块还紧紧地包住产品，一起向前移动15mm，使得螺纹内芯不可旋转的部分脱离。然后主分型面打开，由于斜导柱的作用，二个大滑块分开。第三个动作是模具二侧的液压油缸抽出二侧的模芯。
由于第一次开模仅仅15mm，产品已经与螺纹内芯松开，但是还有部分螺纹内芯伸在产品的中间。这样会使得滑块分开时产品不会粘在滑块上，假如第二个动作打开得多，使得螺纹型芯内部的不旋转的内芯完全离开产品，则产品有可能在油缸拉动二侧的型芯时，随型芯一起运动，也就是粘在型芯上，机械手无法将产品夹出。第四个动作，是用机械手将产品取出。整个四个动作是连贯的。
五、下模的设计
这套模具的构思的核心是下模，我这里说的下模不是指整个动模部分，是指一个单独的零件。我以前没有见过，自己也没有设计过这样一个零件，它也不是动模仁，但是它也参与了成型，它又是本套模具最核心的结构性零件，我不知道怎么给它命名，但是这是个“奇思妙想”。我暂且称它为多功能下模，简称下模吧。它的外形有点象法国的凯旋门，象征着我们这套模具的胜利，见下图。
它在动模部分的装配状况是这样的，见下图。
为什么这个下模我称它为多功能下模，我们来看看它有多少个功能。
1、造型
下模的一部分是参加造型的，产品的底部的造型是这个多功能下模提供的，见下图。
2、固定和定位旋转螺纹芯的轴套，见下图。
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发表于 2016-6-29 13:29:26
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