CN102358009A - 注塑模螺纹抽芯机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种注塑模螺纹抽芯机构，包括模腔、注塑件、在注塑件内的螺纹型芯、注塑件下方的推板，所述螺纹型芯连接旋转抽芯机构，所述推板连接顶出机构，还包括使螺纹型芯抽芯和推板顶出行程同步的PLC同步控制***，所述顶出机构包括伺服电机、链轮副、丝杆螺母副，所述伺服电机连接链轮副，链轮副连接丝杆螺母副，丝杆螺母副连接所述推板。本发明结构紧凑合理，利用丝杆螺母直接将回转运动转换为直线运动，进一步使推出机构成为省力机构，可以减小伺服电机扭矩，机构的安装也更方便。具有明显的技术先进性。

Description

注塑模螺纹抽芯机构

技术领域

本发明涉及一种注塑模抽芯机构，尤其涉及伺服同步的注塑模螺纹抽芯机构。

背景技术

在注塑模中，如果塑料件内有螺纹，就不能直接把螺纹型芯抽出进行强脱，否则容易破坏塑料件的内螺纹结构，目前常用的脱模方式是在螺纹型芯上配置一油马达，油马达带动螺纹型芯从注塑模具上脱出，螺纹的脱出由两个动作实现，型芯的转动由油马达带动，零件止转推板的动作由弹簧驱动，但这种机构因为弹簧推出推板时弹簧力随行程变化，造成推板动作与螺纹脱出轴向位移不一致。这种自动脱螺纹机构的可靠性不足，尤其是螺纹长度较长的情况下，这种机构的困难更大，推板顶出初期弹簧力过大会造成螺纹拖花，顶出后期顶出力不足造成推板与零件的分离而不能止转，故而难以做出合格产品，在生产中也因为其不稳定而影响生产。

为此，本发明人曾设计了一种内螺纹自动脱模伺服同步机构，将螺纹型芯和推板分别与转动机构和升降机构传动连接，两机构的行程通过控制***控制，实现转动机构旋出螺纹的轴向速度与升降机构推出推板的速度一致。螺纹型芯与转轴连接，并通过转轴与转动机构传动连接，转动机构的结构包括步进电机和传动轴，传动轴与电机轴通过链轮连接。转轴下端固定连接有从动齿轮，与传动轴上端的主动齿轮啮合，传动轴下端设置有传动链轮，并通过链条与连接在电机轴上的链轮传动连接。升降机构推出推板的具体结构是这样的：参见图1，伺服电机9’带动蜗轮蜗杆(蜗杆12’蜗轮11’)，涡轮11’又带动齿轮8’，齿轮8’带动齿条7’，由齿条7’带动顶针板底板5’和顶针板4’，由顶针板4’通过四个推杆3’杆柱带动推板2’。

该机构可以使推板与螺纹型芯的旋转抽脱同步进行，突破传统机械式脱螺纹结构的限制，但是，该***存在三个主要缺点，一是推出机构复杂。推板的动作需要经过顶针板的传递，顶针板的动作经过齿条的驱动，齿条的动作经过涡轮蜗杆的驱动，这样一来，制造的精度比较难以保证；尤其是顶针板与齿条的连接，因为齿条没有在顶针板的中心是偏心的推动，会造成推力增大，因为顶针板即使有轻微的倾斜，也会在顶针板导柱处产生较大的摩擦力；二是涡轮蜗杆减速机构虽有利于减小伺服电机的驱动力要求，减速比如为1∶20，则驱动力为齿条处推力的1/20，但是这样选出的伺服电机功率和体积仍较大；三是涡轮蜗杆机构置于模具的支撑板外侧，增加了模具占用体积，给吊装等带来不便。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种结构紧凑合理、使用方便、有效保证螺纹完好、提高成品率的注塑模自动抽芯机构，以克服现有技术的不足。

本发明的技术方案是：注塑模螺纹抽芯机构，包括模腔、注塑件、在注塑件内的螺纹型芯、注塑件下方的推板，所述螺纹型芯连接旋转抽芯机构，所述推板连接顶出机构，还包括使螺纹型芯抽芯和推板顶出行程同步的PLC同步控制***，所述顶出机构包括伺服电机、链轮副、丝杆螺母副，所述伺服电机连接链轮副，链轮副连接丝杆螺母副，丝杆螺母副连接所述推板。

优选地，在所述丝杆螺母上设置有连接杆，所述连接杆的另一端固定在推板上。

优选地，动模板设在推板的下方，在动模板上设有通孔，通孔壁上设有连接杆导套，所述连接杆穿过连接杆导套与推板固定连接。

优选地，在推板上设有导孔，内置滚珠导柱，所述滚珠导柱的一端固定在动模板底部。

优选地，所述丝杆的两端轴承固定在抽芯机构的底座和动模板上。

优选地，所述旋转抽芯机构包括电机和传动轴，所述电机和传动轴的一端通过链轮连接，所述传动轴的另一端固定啮合齿轮组的主动齿轮，啮合齿轮组的从动齿轮安装在螺纹型芯的转轴上。

优选地，所述电机是步进电机。

优选地，所述注塑件上设有可使注塑件与推板相对静止的零件定位机构。

优选地，所述注塑件底面设置有定位槽，所述推板顶面对应注塑件底面设置有定位凸点。

优选地，所述导孔内嵌有与所述滚珠导柱相适配的导套。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

装置结构紧凑合理，利用丝杆螺母直接将回转运动转换为直线运动，减少了现有技术蜗轮蜗杆升降机构的顶针板，模脚之下的空间因而充裕，机构安装拆卸方便，制造精度也容易保证。

推板同步控制机构采用丝杠加螺母结构后，进一步使推出机构成为省力机构，可以减小伺服电机扭矩，机构的安装也更方便。

推板采用了滚珠导柱，推板抗偏心能力提高，推板推出阻力稳定均匀。并且，机构中在丝杠螺母上使用两根连接杆阻止丝杠螺母转动，同时传递丝杠螺母给推板的推出力，使机构得到极大简化。经试验验证，本发明的注塑模自动抽芯机构设计合理，推板同步顶出机构轻巧，用手动搬动链轮即可实现推板的动作，机构的推出力比现有结构确实减小很多，具有明显的技术先进性。

附图说明

图1为现有技术自动脱螺纹机构的结构示意图；

图2是本发明的注塑模螺纹抽芯机构结构示意图；

图3是图2所示的抽芯机构结构示意图；

图4是图2所示的推板同步顶出机构结构A-A剖示图；

图5是本发明的控制流程图。

图2-4中，1.步进电机  2.注塑件  3.零件定位机构  4.丝杠螺母41.螺母垫板  5.伺服电机  6.螺纹型芯  7.连接杆  71.连接杆导套  72.连接杆螺钉  8.丝杠  11.推板  12.滚珠导柱  13.行星齿轮减速机  14.链轮  15.链条  81行程开关  82开关触点

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述，应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图2一图4，本注塑模螺纹抽芯机构，包括定模板、动模板、在模腔内的注塑件2和螺纹型芯6、还包括螺纹型芯6的抽芯机构、设在塑料注塑件2底部并在螺纹抽芯时同步顶出的推板11和推板同步顶出机构，螺纹型芯6与抽芯机构连接，推板11和同步顶出机构连接，控制***控制两机构的电机转速，使螺纹抽芯的行程与推板顶出的行程相等。定模板和动模板合模后形成注塑件2的型腔，内有注塑件2，动模板在推板11的下方，推板11的上表面紧贴注塑件的底面，定模板在注塑件2的上方位置，附图中没有示出来，此时，注塑模具处于打开位置。见图3，在推板上表面的是一腔双出的两个注塑件2，两个注塑件内均设置有可转动的螺纹型芯6，螺纹型芯6与一转轴的上端固定连接，转轴的下端固定从动轮，从动轮与传动轴端的主动轮传动连接，传动轴的另一端通过链轮结构与步进电机1的电机轴传动连接，构成了由步进电机驱动的螺纹抽芯机构。

当抽芯机构动作时，要求推板同步顶出，否则注塑件将与螺纹型芯一起旋转，抽芯机构将无法将型芯抽出。见图4，推板的同步顶出机构包括：伺服电机5、链轮传动副和丝杆螺母传动副，伺服电机5固定在模具的支架上，它的电机轴带动行星齿轮减速机13，两个链轮14分别连接行星齿轮减速机13和丝杆8，传递伺服电机的力矩。两链轮14通过链条15连接。丝杆8以轴承固定在底座与动模板上，推板11放置在动模板上，并且在动模板和推板上设置有用以引导推板11在垂直方向升降的滚珠导柱12。丝杆8上装配丝杆螺母4，当链轮传动副向丝杆传递力矩时，丝杆8旋转，丝杠螺母4随之上升或下降。丝杠螺母4通过两根连接杆7与推板11连接，丝杠螺母4的下方用螺钉固定螺母垫板41，连接杆7的一端穿过丝杠螺母装设在螺母垫板41上，另一端穿过动模板以连接杆螺钉72固定在推板11上。当丝杆螺母4上下运动时，通过连接杆7使推板11在垂直方向作升降移动。推板11的导向不用普通导柱而是采用了滚珠导柱12，使导向顺畅。丝杠8旋转时，丝杠螺母4因为2个连接杆7与动模板的配合作用的限制而不能旋转，只能由螺纹的作用做上下的运动，2个连接杆7的导向由动模板上的导套71实现。

当步进电机1旋转带动螺纹型芯6转动时，注塑件2必须相对推板11静止，为此零件与推板之间必须有定位止转的零件定位机构3(参见图2)，在实际的注塑过程中，注塑件的定位由零件自身几何形状解决，例如设置凹坑凹槽等。对于一些不能以零件自身几何形状解决定位的场合，如纯圆柱形状的注塑件，或者是在试验机构中，那么就需要考虑零件与推板的定位止转的问题，通常，可在推板11的顶面对应注塑件2底面设置有两个定位凸点、在注塑件的底部对应定位凸点的位置设置有尺寸大小与定位凸点相适配的定位槽，使得当注塑件2的底部抵靠在推板11上时，注塑件2相对推板11静止。

在完成一次螺纹抽芯自动脱螺纹动作后，推板需要返回初始0位置，即推板下平面与动模板上表面贴合。这个回程动作由伺服电机反转完成。因为伺服电机存在零点漂移，因此回程时否能够回到0点初始位置需要保证方法。当注塑机合模后锁模的时候，如果因为伺服电机的零点漂移造成复位不当，使推板和模板之间还存在间隙，在锁模力作用下这个间隙被挤压时，巨大的锁模力将会由丝杆和丝杆螺母***承担，就会造成丝杆的损坏。如果推板的复位单纯靠控制伺服电机的反转转数完成，则由于伺服电机的转动存在误差，每次复位的时候就会产生累积误差，长期工作也会造成推板复位不准确，因此，本发明在推板11上增加用于推板零点复位的行程开关81，反转复位位置的确定由行程开关完成，参见图4，行程开关81装在动模板上，开关触点82装在推板上，在每次螺纹型芯抽芯完成后，伺服电机需要反转至推板11的零点复位位置，当推板下降到开关触点82对应行程开关81时，行程开关81发出信号，此信号即作为伺服电机确定零点的位置信号，每次行程时，都以此信号的产生作为伺服电机的0点位置，即可消除伺服电机0点漂移带来的累积误差，保证推板回程准确回到初始0点。

本发明的螺纹抽芯机构的伺服同步控制计算如下：设注塑零件螺距为P，步进电机转速为Nb，伺服电机转速为Ns，丝杠螺距为Ps，减速机的减速比为R。根据图3步进电机传动机构，已知步进电机链轮与齿轮轴链轮传动比为1，齿轮轴齿轮与可转动型芯齿轮的传动比也是1；因此在单位时间内步进电机转动Nb圈时，零件脱螺纹Nb圈，零件脱出一个螺距值Nb×P的距离；同时推板必须也完成推出距离Pt，在推板推出距离Pt＝Nb×P实现同步推出时，根据图2伺服电机同步推板***的传动，此时丝杠转动圈数为Nb×P/(Ps)，丝杠螺母轴向移动为[Nb×P/(Ps)]×Ps，因此推板相应推出距离为Pt＝[Nb×P/(Ps)]×Ps；丝杠链轮与伺服电机链轮的传动比是1，这时行星减速机输出端转动[Nb×P/(Ps)]圈，伺服电机的转动圈数为R×[Nb×P/(Ps)]；就得到：Ns＝R×[Nb×P/(Ps)]由此得到N_s＝N_b·R·P/P_s。其中的零件螺距P在实际调整中表现为两个数值：零件理论螺距值和零件螺距修正值。在实际注塑过程中的同步调整，将主要依赖于对零件螺距修正值趋近调整。

参见图5，本发明的注塑模螺纹抽芯机构的工作步骤如下，***通电后，检测伺服电机和步进电机是否可以进入工作状态，是，则在触摸屏上输入数据注塑件螺纹螺距、步进电机转速、***传动比等数据，并选择手动或自动模式，此时控制***处理数据并准备接收工作信号，当***收到顶出信号时，PLC控制***同时向伺服电机、步进电机发出工作信号，两电机同时转动，***内还设置同步检测装置，当检测到步进电机的螺纹抽芯行程与伺服电机的推板顶出行程不同步时，***将重新调整，发出脉冲指令控制伺服电机的转速。当螺纹抽芯行程结束，抽芯完成后，伺服电机发出定位完成的信号，PLC控制***使伺服电机反转，完成与正转相同的脉冲圈数后停止。若在中途出现紧急按停的情况，则步进电机、伺服电机同时停止转动，直至按下复位按钮，则***控制继续完成设定的而又还未完成的余下程序，例如，在顶出过程紧急按停后复位的，则伺服电机继续正转至抽芯机构完成抽芯的工作，然后反转复位，如在推板零点复位过程中出现急停，在再次按下复位按键后，***继续走完余下的反转复位行程。

本发明并不局限于以上实施方式，在上述实施方式公开的技术内容下，还可以进行各种变化。凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.注塑模螺纹抽芯机构，包括模腔、注塑件、在注塑件内的螺纹型芯、注塑件下方的推板，所述螺纹型芯连接旋转抽芯机构，所述推板连接顶出机构，还包括使螺纹型芯抽芯和推板顶出行程同步的PLC同步控制***，其特征在于：所述顶出机构包括伺服电机、链轮副、丝杆螺母副，所述伺服电机连接链轮副，链轮副连接丝杆螺母副，丝杆螺母副连接所述推板。

2.根据权利要求1所述的注塑模螺纹抽芯机构，其特征在于：在所述丝杆螺母上设置有连接杆，所述连接杆的另一端固定在推板上。

3.根据权利要求1所述的注塑模螺纹抽芯机构，其特征在于：动模板设在推板的下方，在动模板上设有通孔，通孔壁上设有连接杆导套，所述连接杆穿过连接杆导套与推板固定连接。

4.根据权利要求3所述的注塑模螺纹抽芯机构，其特征在于：在推板上设有导孔，内置滚珠导柱，所述滚珠导柱的一端固定在动模板底部。

5.根据权利要求4所述的注塑模螺纹抽芯机构，其特征在于：所述丝杆的两端轴承固定在抽芯机构的底座和动模板上。

6.根据权利要求1至5任一所述的注塑模螺纹抽芯机构，其特征在于：所述旋转抽芯机构包括电机和传动轴，所述电机和传动轴的一端通过链轮连接，所述传动轴的另一端固定啮合齿轮组的主动齿轮，啮合齿轮组的从动齿轮安装在螺纹型芯的转轴上。

7.根据权利要求6所述的注塑模螺纹抽芯机构，其特征在于：所述电机是步进电机。

8.根据权利要求6所述的注塑模螺纹抽芯机构，其特征在于：所述注塑件上设有可使注塑件与推板相对静止的零件定位机构。

9.根据权利要求8所述的注塑模螺纹抽芯机构，其特征在于：所述注塑件底面设置有定位槽，所述推板顶面对应注塑件底面设置有定位凸点。

10.根据权利要求4所述的注塑模螺纹抽芯机构，其特征在于：所述导孔内嵌有与所述滚珠导柱相适配的导套。

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