升降瓶盖圆弧抽芯机构优化范例4淋浴露

此例产品是一个淋浴露的升降瓶盖，产品形状如图10-31所示。从图中可以看出，此产品在模具结构上有两大设计难点，一是圆柱外面的一段外螺纹。在正常情况下，外螺纹直接使用普通滑块即可成型，但是，此螺纹由于处在瓶盖内部，滑块机构无法实现，因此，必须使用自动脱螺纹机构。

二是产品的中空喷管。喷管的内孔是规则的圆弧，在模具结构上，此内孔必须使用圆弧抽芯机构，如此小的产品，同时使用自动脱螺纹机构和圆弧抽芯机构，这在模具设计方面具有很高的难度。模具详细结构如图10-32、图10-33和图10-34所示。

图 10-31

图 10-32

图 10-33

图 1O-34

1—齿轮轴 2—齿轮 3—齿条 4—型芯 5—推板 6—拨块 7—销钉轴 8—锁紧块 9—圆弧轨道镶块 1O—圆弧滑块 11—青铜镶套 12—螺纹型芯 13—螺纹套

图 1O-34（续）

14—液压缸 15—齿条固定块 16、17、19—限位拉杆 18—弹簧 2O—弹簧扣机

图10-32为后模的局部结构图，从此图可看出产品的位置布局和圆弧抽芯机构的表面结构。图10-33为拆除推板后的内部结构图，从此图可看出圆弧抽芯机构的大致结构。关于自动脱螺纹机构在第9章已做过详细介绍，所以，本例不再介绍3D结构，相关的设计细节不再进行描述。

从模具结构图可以看出，此例是一副集自动脱螺纹机构和多组圆弧抽芯机构于一体的模具，模具结构复杂，设计难度高。一模八穴分别使用了8个圆弧滑块10，每个圆弧滑块各使用了一个整体的圆弧轨道镶块9，圆弧滑块在圆弧轨道中进行旋转运动实现抽芯，如图10-35所示，其旋转动力主要来源于一个带有U形斜槽的拨块6，如图10-36所示，此拨块6一直处于上下运动状态，正是利用自身U形斜槽和上下运动的动作来实现对圆弧滑块的驱动。详细动作原理如下。

图 10-35

图 10-36(www.xing528.com)

注塑填充结束后，不能首先开模，而是首先起动液压缸14，齿条3在液压缸14的推动下向前推出，同时，齿条驱动齿轮轴1，齿轮轴1带动齿轮2，两个齿轮2又驱动8个螺纹型芯12同步旋转，向着螺纹转出的方向进行旋转抽芯，在螺纹套13的作用下，螺纹型芯12在旋转过程中边旋转边后退；当齿条3行至L距离时，齿条固定块15挡住模板，液压缸14被迫停止运动，所有传动机构均全部停止，此时，螺纹型芯12已完全脱出了产品的螺纹部分，脱螺纹动作结束。

图 10-37

当脱螺纹结束后，再进行开模动作，在弹簧18和弹簧扣机20的作用下，主分型面PL1分型，产品留在后模一侧；当PL1行至L₁距离时，在限位拉杆17的作用下PL2分型，目的是为了抽出圆弧滑块，同时，圆弧滑块10在销钉轴7和拨块6的U形斜槽的带动下围绕产品圆弧中心开始逆向旋转，进行圆弧抽芯；当PL2行至L₂距离时，限位拉杆19限位，PL2停止分型，此时，圆弧滑块10已完全抽出了其圆弧型芯，产品此时已能够垂直脱模；继续开模，在限位拉杆17的作用下，弹簧扣机20被迫拉开，分型面PL3分型，目的主要是为了最后推出产品；当推板5行至L₃距离时，限位拉杆16限位，所有分型动作全部停止，此时，产品已被推板5从型芯4上推出，从而自动跌落，至此，所有自动脱模动作全部结束。

图10-37为整个圆弧抽芯的详细结构，可以看出，一个拨块6同时驱动两个圆弧滑块进行抽芯，结构简单紧凑，构思巧妙。

图10-38为圆弧滑块的独立视图，可以看出圆弧型芯的镶拼固定方式和销钉轴的镶拼方式。

图10-39为圆弧滑块的锁紧结构，拨块6的斜槽终点虽然可以对圆弧滑块起到一定的锁紧作用，但其强度不够，必须另外增加锁紧机构，锁紧块8是最常用的一种结构。

图 10-38

图 10-39

图10-40和图10-41为圆弧滑块完成圆弧抽芯后还未复位的状态。可将两副图与图10-35、图10-37作仔细对比，从中观察在动作和位置上的变化，以便更加快速地领悟此种机构的设计原理。

图 10-40

图 10-41

设计此种圆弧抽芯机构时，必须掌握以下设计重点，为了帮助理解，可通过图10-42来说明。

1）圆弧滑块旋转抽芯距的计算方式。从图10-42中可以看出，喷管孔的圆弧半径R为90mm，从孔的起点到终点角度为25°，加5°的安全距离，即为30°。经计算得出30°角度、90mm半径的弧长为47mm，圆弧滑块若要安全地抽出产品，必须旋转47mm的弧长，即旋转30°。若以销钉轴20为中心，当旋转30°后，点A则落到了点B上，圆弧滑块即完成了抽芯。

2）分型面PL2行程距离的定制。分型面PL2的行程距离决定着圆弧滑块的行程距离。以图10-42为例，从点A向左画一条水平线，然后再从点B向上画一条垂直线，这两条线相交于点C，点B和点C之间的距离36.66mm即PL2的准确行程。

3）点A到点D的距离和角度α的定制。这个距离也决定着圆弧滑块的抽芯行程，从上图中可以看出，点A到点D的距离为销钉轴7的运动轨迹，点A到点B的弧长距离也同样为销钉轴7的运动轨迹，若从点B到点D画一条线，这条线为一条垂直线，因此，点A到点D的距离和点A到点B的弧长距离相同。已知点A到点B的弧长距离为47mm，那么，点A到点D的距离亦为47mm，为理论精确数据，但在实际设计中，为安全起见，通常将U形斜槽向上做长1～2mm。

至于角度α的度数没有精确要求，但U形斜槽尾部的圆心点必须落在点B和点D垂直线的左边。所以，此角度是随机的，但不能小于30°，如果太小，拨块在对圆弧滑块进行复位时容易卡住。