水壶盖液压缸齿条脱螺纹机构范例

此副模具的产品是一个水壶盖，产品材料为ABS，如图9-39所示。此产品有两个特点，一是在产品内侧有一段内螺纹，由于螺纹线较粗，螺牙较深，必须使用自动脱螺纹机构；二是在产品内侧均匀分布着一圈细小的凸台。由于产品内侧已经有自动脱螺纹机构，小凸台将对螺纹型芯的旋转产生较大干涉，为实现顺利脱模，螺纹型芯必须采用特殊结构。模具详细结构如图9-40所示。

从模具结构图可以看出，此例的脱螺纹机构是液压缸齿条传动的自动脱螺纹机构，产品的顶出方式为推板顶出。为了解决产品内侧凸台的干涉，螺纹型芯4和冷却镶件19的顶端镶拼了一个伞形的活动镶件21，所有小凸台全部成型在活动镶件上，这个镶件可随着产品的顶出上下浮动。详细动作原理如下。

图 9-39

开模后，主分型面PL1首先打开，产品留在后模一侧并紧紧地包在螺纹型芯4上，待开模动作停止后，液压缸17推动齿条11向前运动，同时，齿条11推动齿轮1和齿轮10开始旋转，而齿轮10又驱动齿轮2和螺纹型芯4向着产品螺纹的反方向旋转，开始旋出螺纹，

图 9-4O

1、2、1O—齿轮 3—压板 4—螺纹型芯 5—推板镶件 6—型腔 7、22—限位拉杆 8、2O—弹簧 9—转轴 11—齿条 12—定位块 13—推板 14—托板 15—固定支架 16—液压缸固定板 17—液压缸 18—齿条固定块 19—冷却镶件 21—活动镶块

同时，推板13和托板14在弹簧8的弹出下被向上弹起，开始推出产品，PL2分型，而活动镶块21也在弹簧20的弹出下向上弹起，和推板同步运动；当推板行至L距离时，限位拉杆22限位，活动镶块21停止运动，此时，产品已完全脱出螺纹型芯4，但却仍紧紧卡在活动镶块21上；推板继续弹出，当行至L₁距离时，限位拉杆7限位，推板停止运动，而此时，产品已被推板从活动镶块21上推出，从而自动跌落，至此，所有自动脱模动作全部结束。

设计此种液压缸齿条传动的模具结构时需掌握以下几个要点。

1）齿轮的装配间隙。这一项非常重要，相关间隙的确定可以按照本章范例1中要点9）的设计标准来设计。

2）为方便齿轮或齿条的更换，在设计齿轮组合时必须使用标准件。如果是自制的齿条或齿轮，其相关尺寸必须按照标准件的标准来加工。

3）为了方便计算，齿轮的齿数应尽量取整数或偶数，模数一般为2，压力角为20°。

4）螺纹型芯上的齿轮在允许的条件下应尽量做小，主动齿轮的大齿轮在允许的条件下尽量做大，主动齿轮的小齿轮在允许的条件下尽量做小，目的是为了尽量缩短齿条的长度和液压缸的行程，如图9-41所示。

5）齿条长度尽量短，齿条的抽动范围也应尽量短，齿条和齿轮间的传动级别不要超过两级，每一级的传动比尽量做大，至少不应少于2～3。(www.xing528.com)

6）查清产品的螺纹规格和旋向，以防在设计传动机构时搞错方向。比如，齿条放在主动齿轮的左边和右边，齿轮和螺纹型芯的旋转方向是完全相反的，必须根据螺纹型芯的旋转方向来确定齿条是放在左边还是放在右边。

图 9-41

7）液压缸和齿条的固定方式和相关结构。液压缸和齿条的固定结构应力求简单，装拆方便。图9-42为常用的固定结构之一。

8）为防止齿条在传动过程中因受力较大而发生让位或变形，在齿条两侧必须有定位机构，在齿条底部必须增加耐磨块。常用的定位机构有T型槽式的定位块或普通定位块，本例使用的是普通定位块，如图9-43所示。

9）螺纹型芯的旋转转数、齿轮的旋转转数和齿条长度的计算方式。设计此种结构时，这3个重要零件的相关数据的计算是一个关键点，如果不懂得计算，则无法设计此种结构。在齿条的规定行程内，产品上的螺纹能否完全脱出，是由齿条的有效长度和每个齿轮的大小来决定的。设计这种结构时，可计算齿轮的分度圆周长，也可按齿轮转数来计算，方法原理几乎是一样的。本例即按照计算转数的方式通过一个实例来说明。

比如一个产品共有6个螺牙，意味着螺纹型芯必须旋转6圈才能脱出产品，根据螺纹型芯的直径，将螺纹型芯的齿数确定为最少20个，根据模具的最大空间将主动齿轮大齿轮的齿数定为60个齿，主动齿轮小齿轮的齿数定为15个齿。那么，主动齿轮和螺纹型芯的传动比为3，亦即主动齿轮转1圈，螺纹型芯转3圈。若想螺纹型芯转6圈，主动齿轮必须转2圈；若想主动齿轮转2圈，齿条必须行程30个齿。不过，产品虽为6圈螺纹，为安全起见，螺纹型芯至少应转6圈半或7圈，螺纹型芯多转一圈，则意味着主动齿轮的大齿轮应多转20个齿，主动齿轮的大齿轮应多转20个齿。若主动齿轮的小齿轮要多转5个齿，则齿条也应多行程5个齿，那么齿条的有效行程为35（5+30）个齿的齿距之和，再加上齿条其他部位的长度，即需要的总长。

以上是齿条液压缸传动的几个设计要点，只要掌握了这些重点，设计此种结构则不再困难。

图 9-42

图 9-43

图 9-44