本發(fā)明涉及一種塑料斜齒輪注射成型的模具結(jié)構(gòu)，更具體地說，涉及一種等徑雙向塑料斜齒輪的注射成型模具結(jié)構(gòu)設(shè)計及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

等徑雙向塑料斜齒輪是一種圓柱齒輪在某一部分齒寬上為右旋齒而在另一部分齒寬上為左旋齒，俗稱為人字齒輪。人字齒輪相當(dāng)于兩個斜齒輪合并而成，結(jié)構(gòu)對稱、直徑相等、螺旋角方向相反，不但具備斜齒輪的優(yōu)點還克服了斜齒輪會產(chǎn)生較大的軸向力這一缺點，具有承載能力高、傳動平穩(wěn)和軸向載荷小等優(yōu)點，人字齒輪傳動是齒輪傳動機(jī)構(gòu)的一個重要發(fā)展方向。塑料斜齒輪注射成型后，需要借助于相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動才能順暢脫模。

現(xiàn)有公開文獻(xiàn)和專利對單聯(lián)塑料斜齒輪、雙聯(lián)(不同直徑)塑料斜齒輪的注射成型后脫模問題均有相應(yīng)的有效解決方案。針對人字齒輪(相當(dāng)于等直徑雙向塑料斜齒輪)的注射成型后脫模問題，目前實踐中有分別在動、定模設(shè)置芯桿成型斜齒齒槽(芯桿數(shù)量等于斜齒齒槽的數(shù)量)，開模后通過連桿裝置帶動斜齒槽的成型芯桿斜向抽出，實現(xiàn)動定模雙向抽芯，但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零件加工繁瑣、裝配精度低、成型質(zhì)量差。

還有采用兩斜齒輪型腔組合嵌入、定模盤式旋轉(zhuǎn)推出、弧形彎銷復(fù)位、動模型芯旋轉(zhuǎn)二級推出的注射模具結(jié)構(gòu)，但該結(jié)構(gòu)至少存在如下不足：1.定模型腔上弧形彎銷的導(dǎo)向孔加工困難；2.難以控制弧形彎銷的弧度與定模型腔旋轉(zhuǎn)角度的一致性；3.型芯旋轉(zhuǎn)的阻力大，易磨損；4.不易保證型芯旋轉(zhuǎn)的角度和速度與斜齒輪的螺旋角的一致性；5.二級推出機(jī)構(gòu)運(yùn)動不靈活。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提出一種結(jié)構(gòu)完善、動作高效、成型質(zhì)量高的等徑雙向塑料斜齒輪注射成型模具結(jié)構(gòu)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

本發(fā)明提出的等徑雙向塑料斜齒輪注射成型模具，包括模架、澆注系統(tǒng)、兩段斜齒輪成型型腔(分別成型左旋齒、右旋齒)、多分型面順序分型機(jī)構(gòu)、向心推力軸承、推出機(jī)構(gòu)等。自上到下依次包括：定模座板1、脫澆板5、型芯固定板17、型腔固定板18、動模板19、支承板21、墊塊26、動模底板25；

定模座板1、脫澆板5、型芯固定板17、型腔固定板18、動模板19之間均可分開；動模板19、支承板21、墊塊26及動模底板25通過連接螺釘37連接；

型芯固定板17內(nèi)部設(shè)有Ⅰ號型芯鑲塊12，型腔固定板18內(nèi)部設(shè)有Ⅰ號向心推力軸承14、Ⅰ號斜齒輪型腔鑲塊41；動模板內(nèi)部設(shè)有Ⅱ號斜齒輪型腔鑲塊22、Ⅱ號向心推力軸承23、Ⅱ號型芯鑲塊38；Ⅰ號斜齒輪型腔鑲塊41內(nèi)部安裝有球頭導(dǎo)銷13，Ⅱ號斜齒輪型腔鑲塊22內(nèi)部設(shè)有導(dǎo)正孔，通過球頭導(dǎo)銷13和導(dǎo)正孔對Ⅰ號斜齒輪型腔鑲塊41與Ⅱ號斜齒輪型腔鑲塊22進(jìn)行斜齒齒槽位置對正；

動模底板25上設(shè)有固定連接的推板32及推桿固定板34，推板32可由注射機(jī)頂桿31推動直至推桿固定板34接觸支承板21下表面；推桿固定板34上面設(shè)有復(fù)位桿24、推桿28及推管30，復(fù)位桿24延伸至型腔固定板18，而推桿28及推管30延伸至等徑雙向塑料斜齒輪；推管30內(nèi)固定有型芯29，型芯29穿入Ⅰ號型芯鑲塊12、Ⅱ號型芯鑲塊38之間；

定位圈11下方與之配合地安裝有澆口套8，澆口套8帶有肩部，穿過定模座板及脫澆板5；澆口套8內(nèi)還包括倒錐形拉料桿10，熔融塑料可通過定位圈11、澆口套8、壓板4流入Ⅰ號型芯鑲塊12，并從Ⅰ號型芯鑲塊12的點澆口流進(jìn)型腔；Ⅰ號型芯鑲塊12、Ⅱ號型芯鑲塊38之間注射等徑雙向塑料斜齒輪；

定模座板1、脫澆板5、型芯固定板17之間設(shè)有Ⅰ號限位裝置：定模座板1上部通過螺釘15穿過脫澆板5連接限位拉桿20，螺釘15上穿過脫澆板5的部分的外徑小于脫澆板5的外徑，限位拉桿20外部設(shè)有彈簧，下部設(shè)有可以與型芯固定板17接觸的臺肩，螺釘15及限位拉桿20配合限制定模座板1、脫澆板5、型芯固定板17的分型距離；

型芯固定板17、型腔固定板18之間設(shè)有Ⅱ號限位裝置：型芯固定板17側(cè)面固定有限位拉板40，限位拉板40上包括長圓孔，長圓孔內(nèi)設(shè)有固定在型腔固定板18的限位銷43，限位拉板40與限位銷43配合限制型芯固定板17、型腔固定板18的分型距離。

導(dǎo)柱3固定在定模座板1上，貫穿脫澆板5、型芯固定板17、型腔固定板18、動模板19、支承板21、墊塊26。

進(jìn)一步的：定模座板1上方設(shè)有定位圈11，型芯固定板17上表面內(nèi)嵌入壓板4，壓板4下方，透過型芯固定板17與Ⅰ號斜齒輪型腔鑲塊41配合安裝有Ⅰ號型芯鑲塊12，Ⅰ號斜齒輪型腔鑲塊41設(shè)置在型腔固定板18內(nèi)部；動模板19內(nèi)部設(shè)有Ⅱ號斜齒輪型腔鑲塊22，Ⅱ號斜齒輪型腔鑲塊22與動模板19的安裝孔采用大間隙配合，Ⅱ號斜齒輪型腔鑲塊22內(nèi)部設(shè)有Ⅱ號型芯鑲塊38；Ⅰ號斜齒輪型腔鑲塊41與型腔固定板18之間設(shè)有Ⅰ號向心推力軸承14，Ⅱ號斜齒輪型腔鑲塊22與Ⅱ號型芯鑲塊38之間設(shè)有Ⅱ號向心推力軸承23。

進(jìn)一步的：導(dǎo)正孔設(shè)有包括異形曲面、直孔，球頭導(dǎo)銷13的頭部沿著異型曲面滑動，帶動Ⅰ號斜齒輪型腔鑲塊41和Ⅱ號斜齒輪型腔鑲塊22旋轉(zhuǎn)，直至球頭導(dǎo)銷13的頭部進(jìn)入到直孔內(nèi)。

進(jìn)一步的：Ⅰ號型芯鑲塊12與Ⅰ號斜齒輪型腔鑲塊41為錐面裝配，Ⅰ號型芯鑲塊12均布開設(shè)三個點澆口，澆口套8與脫澆板5采用錐面裝配，澆口套8中設(shè)置的倒錐形拉料桿10對應(yīng)三個點澆口設(shè)置。

進(jìn)一步的：脫澆板5上對應(yīng)導(dǎo)柱3設(shè)有直導(dǎo)套Ⅰ2，型腔固定板18上對應(yīng)導(dǎo)柱3設(shè)有直導(dǎo)套Ⅱ45，型芯固定板17上對應(yīng)導(dǎo)柱3設(shè)有帶肩導(dǎo)套Ⅱ46，動模板19上對應(yīng)導(dǎo)柱3設(shè)有帶肩導(dǎo)套Ⅰ39。

進(jìn)一步的：設(shè)有四根導(dǎo)柱3，用于與對應(yīng)導(dǎo)套構(gòu)成開合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)；四根復(fù)位桿24，用于推出機(jī)構(gòu)的合模復(fù)位；四組限位拉桿20和兩組限位拉板40，實現(xiàn)四個分型面的順序分型。

進(jìn)一步的：支承板21內(nèi)固定推板導(dǎo)柱36，穿過推板32及推桿固定板34。

進(jìn)一步的：四組推板導(dǎo)柱36，用于推出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動導(dǎo)向。

一模一腔，采用均布三個點澆口進(jìn)料的澆注系統(tǒng)。

推板32、推桿固定板34、推板導(dǎo)柱36、推板導(dǎo)套35、推桿28、推管30組成推出機(jī)構(gòu)。

在動模底板25、墊塊26和支承板21之間形成推出機(jī)構(gòu)的動作空間。

限位拉桿20、倒錐形拉料桿10、脫澆板5的共同作用，實現(xiàn)澆注系統(tǒng)凝料的自動脫模；在限位拉板40的作用下，型腔固定板17通過Ⅰ號向心推力軸承14，帶動Ⅰ號斜齒輪型腔鑲塊41旋轉(zhuǎn)的同時與斜齒輪塑件7沿軸向分離；推出機(jī)構(gòu)推動斜齒輪塑件7向前移動時，由于Ⅱ號向心推力軸承23的作用，Ⅱ號斜齒輪型腔鑲塊22被“逆向”轉(zhuǎn)動，直至斜齒輪塑件7被完全推出動模，最終實現(xiàn)斜齒輪塑件7的順利脫模。

本發(fā)明具有以下有益效果：

1.分別采用兩部分斜齒輪型腔成型兩段旋向相反的斜齒輪，通過彈簧限位拉桿、限位拉板實現(xiàn)順序分型脫模，有效解決了兩部分斜齒輪型腔旋轉(zhuǎn)方向相反而導(dǎo)致的干擾問題。向心推力軸承的使用，有助于通過斜齒輪型腔的逆向旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)斜齒輪塑件在脫模時沿著軸線方向與對應(yīng)成型的斜齒輪型腔鑲塊分離脫出。

2.Ⅰ號斜齒輪型腔鑲塊和Ⅱ號斜齒輪型腔鑲塊通過球頭導(dǎo)銷復(fù)位定位，確保旋向相反的兩段斜齒輪齒形對正。Ⅰ號型芯鑲塊通過中心孔、錐面與球頭導(dǎo)銷確保兩斜齒輪型腔與型芯的同軸度，也即保證了塑件的成型精度。

3.Ⅰ號斜齒輪型腔鑲塊的臺肩與型腔固定板的臺階孔，避免了Ⅰ號斜齒輪型腔鑲塊旋轉(zhuǎn)與斜齒輪塑件分離時沿軸向脫離型腔固定板。

4.模具功能完善，動作可靠，多分型面順序分型實現(xiàn)了澆注系統(tǒng)凝料和斜齒輪塑件的自動脫模，提高了塑件的成型效率和模具的使用壽命，從而拓展了等徑雙向塑料斜齒輪的應(yīng)用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例的A-A向剖視圖。

圖2是本發(fā)明實施例的等徑雙向塑料斜齒輪的注射成型模具俯視圖。

圖3是本發(fā)明實施例的開模推出塑件狀態(tài)示意圖。

圖4是本發(fā)明實施例的限位拉桿組件的視圖。

圖5是本發(fā)明實施例的限位拉板的視圖。

圖6是本發(fā)明實施例的限位拉板的A-A向剖視圖。

圖7是本發(fā)明實施例的Ⅱ號斜齒輪型腔鑲塊示意圖。

圖8是本發(fā)明實施例的成型中心孔的型芯的視圖。

圖9是本發(fā)明實施例的成型中心孔的型芯的俯視圖。

圖10是本發(fā)明實施例的推管的視圖。

圖11是本發(fā)明實施例的推管的俯視圖。

圖12是本發(fā)明實施例的Ⅰ號型芯鑲塊的視圖。

圖13是本發(fā)明實施例的Ⅰ號型芯鑲塊的俯視圖。

圖中，1-定模座板；2-直導(dǎo)套Ⅰ；3-導(dǎo)柱；4-壓板；5-脫澆板；6-內(nèi)六角螺釘Ⅰ；7-斜齒輪塑件；8-澆口套；9-澆注系統(tǒng)凝料；10-倒錐形拉料桿；11-定位圈；12-Ⅰ號型芯鑲塊；13-球頭導(dǎo)銷；14-Ⅰ號向心推力軸承；15-螺釘；16-矩形彈簧；17-型芯固定板；18-型腔固定板；19-動模板；20-限位拉桿；21-支承板；22-Ⅱ號斜齒輪型腔鑲塊；23-Ⅱ號向心推力軸承；24-復(fù)位桿；25-動模底板；26-墊塊；27-內(nèi)六角螺釘Ⅱ；28-推桿；29-型芯；30-推管；31-注射機(jī)頂桿；32-推板；33-扁銷；34-推桿固定板；35-推板導(dǎo)套；36-推板導(dǎo)柱；37-連接螺釘；38-Ⅱ號型芯鑲塊；39-帶肩導(dǎo)套Ⅰ；40-限位拉板；41-Ⅰ號斜齒輪型腔鑲塊；42-內(nèi)六角螺釘Ⅲ；43-限位銷；44-內(nèi)六角螺釘Ⅳ；45-直導(dǎo)套Ⅱ；46-帶肩導(dǎo)套Ⅱ。

具體實施方式

為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合實施例與附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

如圖1、圖2所示，圖2主要反映導(dǎo)柱3、內(nèi)六角螺釘、球頭導(dǎo)銷13、推桿28、復(fù)位桿24、推板導(dǎo)柱36、限位拉桿20等零件的分布位置。自上到下依次包括：定模座板1、脫澆板5、型芯固定板17、型腔固定板18、動模板19、支承板21、墊塊26、動模底板25；

定模座板1上方設(shè)有定位圈11，型芯固定板17上表面內(nèi)嵌入壓板4，壓板4下方，透過型芯固定板17與Ⅰ號斜齒輪型腔鑲塊41配合安裝有Ⅰ號型芯鑲塊12，Ⅰ號斜齒輪型腔鑲塊41設(shè)置在型腔固定板18內(nèi)部；動模板19內(nèi)部設(shè)有Ⅱ號斜齒輪型腔鑲塊22，Ⅱ號斜齒輪型腔鑲塊22與動模板19的安裝孔采用大間隙配合，Ⅱ號斜齒輪型腔鑲塊22內(nèi)部設(shè)有Ⅱ號型芯鑲塊38；Ⅰ號斜齒輪型腔鑲塊41與型腔固定板18之間設(shè)有Ⅰ號向心推力軸承14，Ⅱ號斜齒輪型腔鑲塊22與Ⅱ號型芯鑲塊38之間設(shè)有Ⅱ號向心推力軸承23；Ⅰ號斜齒輪型腔鑲塊41內(nèi)部安裝有球頭導(dǎo)銷13，Ⅱ號斜齒輪型腔鑲塊22內(nèi)部對應(yīng)位置設(shè)有導(dǎo)正孔；推管30內(nèi)通過扁銷33固定有型芯29，型芯29穿入Ⅰ號型芯鑲塊12、Ⅱ號型芯鑲塊38之間；

如圖4，定模座板1上部通過螺釘15穿過脫澆板5連接限位拉桿20，螺釘15上穿過脫澆板5部分的外徑小于脫澆板5的孔徑，限位拉桿20外部設(shè)有矩形彈簧16，下部設(shè)有可以與型芯固定板17接觸的臺肩，螺釘15及限位拉桿20配合限制定模座板1、脫澆板5、型芯固定板17的分型；

脫澆板5上對應(yīng)導(dǎo)柱3設(shè)有直導(dǎo)套Ⅰ2，型腔固定板18上對應(yīng)導(dǎo)柱3設(shè)有直導(dǎo)套Ⅱ45，型芯固定板17上對應(yīng)導(dǎo)柱3設(shè)有帶肩導(dǎo)套Ⅱ46，動模板19上對應(yīng)導(dǎo)柱3設(shè)有帶肩導(dǎo)套Ⅰ39。設(shè)有四根導(dǎo)柱3，用于與對應(yīng)導(dǎo)套構(gòu)成開合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)；四根復(fù)位桿24，用于推出機(jī)構(gòu)的合模復(fù)位；四組限位拉桿20和兩組限位拉板40，實現(xiàn)四個分型面的順序分型。支承板21內(nèi)固定推板導(dǎo)柱36，穿過推板32及推桿固定板34；四組推板導(dǎo)柱36，用于推出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動導(dǎo)向。

如圖3所示，以下介紹等徑雙向塑料斜齒輪注射成型模具的工作過程：

本實施例用于注射成型模具，模具安裝在臥式注射機(jī)上。

注塑結(jié)束后，注射機(jī)鎖模機(jī)構(gòu)停止作用，開模機(jī)構(gòu)工作，在矩形彈簧16的彈力回復(fù)作用下，模具首先沿分型面I向后打開，澆注系統(tǒng)凝料9包緊著倒錐形拉料桿10的倒錐形頭部，從斜齒輪塑件7的三個連接處拉斷并脫出壓板4和Ⅰ號型芯鑲塊12。

當(dāng)型芯固定板17的下表面與限位拉桿20的臺肩20-1(見圖4)接觸，分型面Ⅱ打開，螺釘15的臺肩15-1(見圖4)帶動脫澆板5，將澆注系統(tǒng)凝料9剝離出倒錐形拉料桿10的倒錐形頭部，澆注系統(tǒng)凝料9同時脫出澆口套8，此時，澆注系統(tǒng)凝料9因自重而掉落。澆口套8與脫澆板5采用錐面裝配。

模具繼續(xù)向后移動，由于限位拉桿20的限位作用，模具沿分型面Ⅲ打開，斜齒輪塑件7與Ⅰ號型芯鑲塊12分離，當(dāng)限位拉板40上長圓孔的下端40-1(見圖5、圖6)與限位銷43接觸，分型面Ⅲ停止打開，限位拉板40通過內(nèi)六角螺釘Ⅳ44對稱安裝在型芯固定板17的兩個側(cè)面，限位銷43安裝在型腔固定板18的側(cè)面與限位拉板40上長圓孔對應(yīng)的位置。

模具繼續(xù)向后移動，沿分型面Ⅳ打開，在限位拉板40的作用下，通過安裝在型腔固定板18上的Ⅰ號向心推力軸承14，帶動Ⅰ號斜齒輪型腔鑲塊41旋轉(zhuǎn)的同時使斜齒輪塑件7沿軸向脫出Ⅰ號斜齒輪型腔鑲塊41。由于此時安裝在Ⅰ號斜齒輪型腔鑲塊41上的兩個球頭導(dǎo)銷13已經(jīng)離開Ⅱ號斜齒輪型腔鑲塊22上對應(yīng)開設(shè)的導(dǎo)正孔的直孔22-2(見圖7)，不會對Ⅰ號斜齒輪型腔鑲塊41的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生干涉。

模具沿分型面Ⅳ打開一定行程后，停止向后移動，推出機(jī)構(gòu)開始工作，注射機(jī)頂桿31向前推動推板32，推桿28與推管30共同作用，將斜齒輪塑件7推出Ⅱ號斜齒輪型腔鑲塊22，由于Ⅱ號向心推力軸承23的作用，Ⅱ號斜齒輪型腔鑲塊22逆向旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)斜齒輪塑件7在脫模時沿著軸線方向與Ⅱ號斜齒輪型腔鑲塊22分離脫出，當(dāng)斜齒輪塑件7完全脫離Ⅱ號斜齒輪型腔鑲塊22和型芯29后，因自重而無阻滯掉落。至此，多分型面順序分型脫模過程結(jié)束(如圖3)。

為避免斜齒輪塑件7在脫模過程中產(chǎn)生變形，采用慢速推出的脫模方式。

合模時，在注射機(jī)合模機(jī)構(gòu)作用下，分開的模具部分向前移動，沿分型面合攏，當(dāng)復(fù)位桿24的上端面與型腔固定板18的下表面接觸，將推出機(jī)構(gòu)反向推回到初始成型位置。

由于斜齒輪塑件7在脫模過程中迫使Ⅰ號斜齒輪型腔鑲塊41和Ⅱ號斜齒輪型腔鑲塊22“逆向”旋轉(zhuǎn)，再加上旋轉(zhuǎn)時的運(yùn)動慣性，會導(dǎo)致兩斜齒輪型腔鑲塊中的斜齒齒槽對拼時錯位。分型面Ⅳ合模時，安裝在Ⅰ號斜齒輪型腔鑲塊41上的兩個球頭導(dǎo)銷13首先與Ⅱ號斜齒輪型腔鑲塊22上對應(yīng)開設(shè)的導(dǎo)正孔的異型曲面22-1(見圖7)接觸，球頭導(dǎo)銷13的頭部沿著導(dǎo)正孔的異型曲面22-1滑動，帶動Ⅰ號斜齒輪型腔鑲塊41和Ⅱ號斜齒輪型腔鑲塊22旋轉(zhuǎn)，直至球頭導(dǎo)銷13的頭部進(jìn)入到導(dǎo)正孔的直孔22-2，兩斜齒輪型腔鑲塊中的斜齒齒槽對正。

斜齒輪塑件7的中心孔采用帶凹槽圓孔的形式實現(xiàn)與安裝軸之間的止轉(zhuǎn)，對應(yīng)成型型芯29相應(yīng)采用帶凸條29-1的圓柱結(jié)構(gòu)，如圖8-9所示。因此斜齒輪塑件7脫模時與型芯29只能相對滑動，兩者之間不能有相對轉(zhuǎn)動。套在型芯29上的推管30的內(nèi)孔相應(yīng)帶有凹槽30-1，其結(jié)構(gòu)如圖10-11所示。Ⅰ號型芯鑲塊12的中心孔設(shè)計為帶凹槽圓孔12-2的形式，如圖12-13所示。

Ⅰ號型芯鑲塊12通過中心孔、錐面與球頭導(dǎo)銷13確保兩斜齒輪型腔與型芯29的同軸度。

為保證注射成型時進(jìn)料均勻，在Ⅰ號型芯鑲塊12上120°均布開設(shè)三個點澆口12-1(見圖12、圖13)。

以上的實施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。