注塑模具弧形抽芯機構(gòu)的創(chuàng)新設計

周 欣

（西諾塑料(長春)有限責任公司，吉林 長春 130000）

在塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工工程中，注塑模具是最為基礎的技術。如今無論是原材料價格還是用工成本都在逐年提升，因此國內(nèi)的很多模具制造企業(yè)都開始重視生產(chǎn)效率，希望能夠通過對研發(fā)周期進行縮短，對生產(chǎn)成本進行降低，對企業(yè)利潤進行提高。在注塑模具中弧形抽芯機構(gòu)的創(chuàng)新十分重要，如果能夠較好的對其進行改造，就可以降低結(jié)構(gòu)的復雜性，縮短其生產(chǎn)周期，提升塑料產(chǎn)品的加工質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。據(jù)此，本文對相關問題進行分析，提出了注塑模具弧形抽芯機構(gòu)的創(chuàng)新設計方式，具有一定程度上的現(xiàn)實意義。

1 注塑模具弧形抽芯機構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀

從注塑模具弧形抽芯機構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀來看，由于我國塑料工業(yè)的形狀、結(jié)構(gòu)越來越復雜，所以為了滿足性能需求，一些設計人員會在注塑模具內(nèi)設置圓弧形腔體，在弧形結(jié)構(gòu)的抽芯內(nèi)，往往會采取氣缸連接的方式從而對齒條進行驅(qū)動，通過讓齒輪進行旋轉(zhuǎn)，進而完成弧形芯的復位。

注塑模具弧形抽芯的具體工作流程較為復雜，目前很多相關工作人員都嘗試設計了注塑模具弧形抽芯機構(gòu)，希望能夠達到優(yōu)化的目的。從較為典型的設計來看，抽芯機構(gòu)端部呈現(xiàn)出非規(guī)則的弧形彎曲，而近端則為直線的形式，反應在模具上，主要就是將一段距離較長的抽芯融入到弧形彎曲的結(jié)構(gòu)當中，針對這種情況設計人員采用與產(chǎn)品彎曲程度類似的弧形抽芯，并嘗試使用強制脫模的方法對機構(gòu)進行具體處理，對相應運動機構(gòu)的處理主要以對稱式槽輪導向弧形抽芯機構(gòu)為基礎，目的在于完善抽芯質(zhì)量，防止運動時出現(xiàn)各類問題。在對薄壁螺紋部分的設計過程中，由于其壁厚較薄，因此采取螺紋根部與內(nèi)部加強筋連接的方式，放棄對拼機構(gòu)，采用整體式螺紋導向旋轉(zhuǎn)的方式，結(jié)合絲筒針復合結(jié)構(gòu)，提升產(chǎn)品的穩(wěn)固性，避免其出現(xiàn)損壞的問題。最后，在模具的推出機構(gòu)方面，以開閉器的方式為主，以定距限位方式為輔，將二者進行結(jié)合，既能夠提升產(chǎn)品推出的質(zhì)量，又可以對模具結(jié)構(gòu)進行簡化。

2 注塑模具弧形抽芯現(xiàn)有結(jié)構(gòu)分析

注塑模具弧形抽芯機構(gòu)在一般情況下都由齒條、氣缸組成，除此之外，無論開設在模板上的導滑槽還是止動裝置、型芯等都需要包括在其中。注塑模具弧形抽芯現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的適用范圍較廣，在任意位置、任意弧長的條件下都可以達到抽芯的目的，但是在實際使用、制造的過程中，其還存在著一些問題亟待完善。

具體的說，氣缸驅(qū)動是注塑模具弧形抽芯的重要步驟，但是氣缸驅(qū)動力必須要對齒條滑動的脫模阻力進行克服，此外齒輪齒條間的嚙合也包括在其中，如果驅(qū)動力不大，也就很難達到現(xiàn)實需求。再者，注塑模具弧形抽芯中的齒條與導滑槽之間需要保證順暢性，只有導滑槽與齒條的接觸較為流暢，才可以完成整體的工作。齒條與齒輪之間也需要嚙合正確，齒輪和型芯之間應保證固定性，這些條件都對零件制造精度具有很高的要求，一旦出現(xiàn)細節(jié)性問題，就可能影響注塑模具弧形抽芯的效果。但注塑模具弧形抽芯機構(gòu)的零部件很多，結(jié)構(gòu)也十分復雜，這也間接的增加了生產(chǎn)成本，所以應合理對注塑模具弧形抽芯機構(gòu)進行創(chuàng)新設計。

3 注塑模具弧形抽芯機構(gòu)創(chuàng)新設計的理論工具與實踐

3.1 注塑模具弧形抽芯機構(gòu)創(chuàng)新設計的理論工具

想要對注塑模具弧形抽芯機構(gòu)進行創(chuàng)新，就必須要運用適合的理論和方法工具。本研究以TRIZ理論為基礎，這一理論早在1946年就得以創(chuàng)立，也被稱作“發(fā)明問題解決理論”，其內(nèi)容較為豐富，最具代表性的內(nèi)容為沖突解決理論，其次為物-場分析理論，再次為ARIZ算法，這三個內(nèi)容十分重要，一經(jīng)創(chuàng)立就受到了廣泛的認可。另外，TRIZ理論中的沖突解決理論還包括著技術沖突解決原理這一細節(jié)性的內(nèi)容，在這一內(nèi)容中提出了描述技術沖突的通用工程參數(shù)以及對技術沖突進行解決的發(fā)明原理，前者共39項，后者共40項。

具體的說，TRIZ理論包括39×39矛盾矩陣表，第一行代表需要進行改進的工程參數(shù)，共39項，第一列表示引起惡化的工程參數(shù)，共39項，正是在行列交叉的基礎上，技術矛盾得以構(gòu)成，為了解決這些技術矛盾，需使用發(fā)明原理的序列號對其進行解決。

正如前文所說，注塑模具弧形抽芯機構(gòu)的現(xiàn)有設計還存在著一些不足，導致生產(chǎn)成本較高，間接增加了維護成本，所以對其進行創(chuàng)新設計的目的在于簡化其結(jié)構(gòu)，提升其可靠性、穩(wěn)定性并完善其制造性。根據(jù)TRIZ的沖突求解工具，將相關的工程參數(shù)融入到其中，形成一般問題的描述。具體的說，在注塑模具弧形抽芯機構(gòu)工作的過程中，需要對其機械阻力進行克服，對機械磨損的情況進行改善，但傳統(tǒng)設計的方式很可能會用其他運動部件代替原有運動部件，加大成本，所以應通過TRIZ工程參數(shù)來對問題進行描述，形成技術沖突；應在對注塑模具弧形抽芯機構(gòu)進行設計使完善零部件設計，但在實踐過程中可能會導致零部件結(jié)構(gòu)外形的變化，所以應通過TRIZ工程參數(shù)對問題進行描述；對注塑模具弧形抽芯機構(gòu)的設計應保證簡易性，但這也可能會增加抽芯的難度，所以可用TRIZ通用工程參數(shù)合理描述問題，有利于設計人員對裝置的復雜性進行改善，提升其可操作性。

3.2 注塑模具弧形抽芯機構(gòu)的創(chuàng)新設計方法

根據(jù)前文研究，利用理論工具對問題進行了清晰的描述，在此基礎上應考慮在設計中優(yōu)化齒輪齒條的傳動部分，使用其他元件對其進行替代，通過對比不同的方案，選取預期效果最好的方案：將動力銷軸設置在油缸拉桿端部，同時將U形槽設置在擺動臂，完成動配合結(jié)構(gòu)，以這種結(jié)構(gòu)對齒輪齒條的嚙合結(jié)構(gòu)進行代替，這種方式可簡化在抽芯過程中齒條齒輪的動力傳遞過程，同時這一結(jié)構(gòu)在實踐應用的過程中也無需設置齒條導滑槽，較好的節(jié)省了成本，簡化了結(jié)構(gòu)。

本研究涉及到的注塑模具弧形抽芯機構(gòu)創(chuàng)新設計方法具有如下的優(yōu)勢：對結(jié)構(gòu)進行使用不需要較大的空間，同時制造成本較低，模具體積具備縮小的條件，使用起來更加方便；驅(qū)動阻力被減少，運動傳遞的環(huán)節(jié)被簡化，生產(chǎn)成本被降低；在對注塑模具弧形抽芯機構(gòu)進行創(chuàng)新設計后，整體機構(gòu)具有著較大的自由度，可根據(jù)模具的具體空間實施自由變異設計。

4 結(jié)論

綜上所述，雖然我國塑料工業(yè)的生產(chǎn)水平正在逐年提升，但注塑模具弧形抽芯機構(gòu)還存在著一定程度的發(fā)展空間，需要相關人員對其進行細致的分析，從而得出創(chuàng)新設計的具體措施。在創(chuàng)新設計中，應考慮優(yōu)化齒輪齒條的傳動部分，使用其他元件對其進行替代，可嘗試運用動配合結(jié)構(gòu)簡化在抽芯過程中齒條齒輪的動力傳遞過程，達成創(chuàng)新目的。