注塑模具弧形抽芯机构的创新设计

周 欣

（西诺塑料(长春)有限责任公司，吉林 长春 130000）

在塑料产品的生产、加工工程中，注塑模具是最为基础的技术。如今无论是原材料价格还是用工成本都在逐年提升，因此国内的很多模具制造企业都开始重视生产效率，希望能够通过对研发周期进行缩短，对生产成本进行降低，对企业利润进行提高。在注塑模具中弧形抽芯机构的创新十分重要，如果能够较好的对其进行改造，就可以降低结构的复杂性，缩短其生产周期，提升塑料产品的加工质量，降低生产成本。据此，本文对相关问题进行分析，提出了注塑模具弧形抽芯机构的创新设计方式，具有一定程度上的现实意义。

1 注塑模具弧形抽芯机构的发展现状

从注塑模具弧形抽芯机构的发展现状来看，由于我国塑料工业的形状、结构越来越复杂，所以为了满足性能需求，一些设计人员会在注塑模具内设置圆弧形腔体，在弧形结构的抽芯内，往往会采取气缸连接的方式从而对齿条进行驱动，通过让齿轮进行旋转，进而完成弧形芯的复位。

注塑模具弧形抽芯的具体工作流程较为复杂，目前很多相关工作人员都尝试设计了注塑模具弧形抽芯机构，希望能够达到优化的目的。从较为典型的设计来看，抽芯机构端部呈现出非规则的弧形弯曲，而近端则为直线的形式，反应在模具上，主要就是将一段距离较长的抽芯融入到弧形弯曲的结构当中，针对这种情况设计人员采用与产品弯曲程度类似的弧形抽芯，并尝试使用强制脱模的方法对机构进行具体处理，对相应运动机构的处理主要以对称式槽轮导向弧形抽芯机构为基础，目的在于完善抽芯质量，防止运动时出现各类问题。在对薄壁螺纹部分的设计过程中，由于其壁厚较薄，因此采取螺纹根部与内部加强筋连接的方式，放弃对拼机构，采用整体式螺纹导向旋转的方式，结合丝筒针复合结构，提升产品的稳固性，避免其出现损坏的问题。最后，在模具的推出机构方面，以开闭器的方式为主，以定距限位方式为辅，将二者进行结合，既能够提升产品推出的质量，又可以对模具结构进行简化。

2 注塑模具弧形抽芯现有结构分析

注塑模具弧形抽芯机构在一般情况下都由齿条、气缸组成，除此之外，无论开设在模板上的导滑槽还是止动装置、型芯等都需要包括在其中。注塑模具弧形抽芯现有结构的适用范围较广，在任意位置、任意弧长的条件下都可以达到抽芯的目的，但是在实际使用、制造的过程中，其还存在着一些问题亟待完善。

具体的说，气缸驱动是注塑模具弧形抽芯的重要步骤，但是气缸驱动力必须要对齿条滑动的脱模阻力进行克服，此外齿轮齿条间的啮合也包括在其中，如果驱动力不大，也就很难达到现实需求。再者，注塑模具弧形抽芯中的齿条与导滑槽之间需要保证顺畅性，只有导滑槽与齿条的接触较为流畅，才可以完成整体的工作。齿条与齿轮之间也需要啮合正确，齿轮和型芯之间应保证固定性，这些条件都对零件制造精度具有很高的要求，一旦出现细节性问题，就可能影响注塑模具弧形抽芯的效果。但注塑模具弧形抽芯机构的零部件很多，结构也十分复杂，这也间接的增加了生产成本，所以应合理对注塑模具弧形抽芯机构进行创新设计。

3 注塑模具弧形抽芯机构创新设计的理论工具与实践

3.1 注塑模具弧形抽芯机构创新设计的理论工具

想要对注塑模具弧形抽芯机构进行创新，就必须要运用适合的理论和方法工具。本研究以TRIZ理论为基础，这一理论早在1946年就得以创立，也被称作“发明问题解决理论”，其内容较为丰富，最具代表性的内容为冲突解决理论，其次为物-场分析理论，再次为ARIZ算法，这三个内容十分重要，一经创立就受到了广泛的认可。另外，TRIZ理论中的冲突解决理论还包括着技术冲突解决原理这一细节性的内容，在这一内容中提出了描述技术冲突的通用工程参数以及对技术冲突进行解决的发明原理，前者共39项，后者共40项。

具体的说，TRIZ理论包括39×39矛盾矩阵表，第一行代表需要进行改进的工程参数，共39项，第一列表示引起恶化的工程参数，共39项，正是在行列交叉的基础上，技术矛盾得以构成，为了解决这些技术矛盾，需使用发明原理的序列号对其进行解决。

正如前文所说，注塑模具弧形抽芯机构的现有设计还存在着一些不足，导致生产成本较高，间接增加了维护成本，所以对其进行创新设计的目的在于简化其结构，提升其可靠性、稳定性并完善其制造性。根据TRIZ的冲突求解工具，将相关的工程参数融入到其中，形成一般问题的描述。具体的说，在注塑模具弧形抽芯机构工作的过程中，需要对其机械阻力进行克服，对机械磨损的情况进行改善，但传统设计的方式很可能会用其他运动部件代替原有运动部件，加大成本，所以应通过TRIZ工程参数来对问题进行描述，形成技术冲突；应在对注塑模具弧形抽芯机构进行设计使完善零部件设计，但在实践过程中可能会导致零部件结构外形的变化，所以应通过TRIZ工程参数对问题进行描述；对注塑模具弧形抽芯机构的设计应保证简易性，但这也可能会增加抽芯的难度，所以可用TRIZ通用工程参数合理描述问题，有利于设计人员对装置的复杂性进行改善，提升其可操作性。

3.2 注塑模具弧形抽芯机构的创新设计方法

根据前文研究，利用理论工具对问题进行了清晰的描述，在此基础上应考虑在设计中优化齿轮齿条的传动部分，使用其他元件对其进行替代，通过对比不同的方案，选取预期效果最好的方案：将动力销轴设置在油缸拉杆端部，同时将U形槽设置在摆动臂，完成动配合结构，以这种结构对齿轮齿条的啮合结构进行代替，这种方式可简化在抽芯过程中齿条齿轮的动力传递过程，同时这一结构在实践应用的过程中也无需设置齿条导滑槽，较好的节省了成本，简化了结构。

本研究涉及到的注塑模具弧形抽芯机构创新设计方法具有如下的优势：对结构进行使用不需要较大的空间，同时制造成本较低，模具体积具备缩小的条件，使用起来更加方便；驱动阻力被减少，运动传递的环节被简化，生产成本被降低；在对注塑模具弧形抽芯机构进行创新设计后，整体机构具有着较大的自由度，可根据模具的具体空间实施自由变异设计。

4 结论

综上所述，虽然我国塑料工业的生产水平正在逐年提升，但注塑模具弧形抽芯机构还存在着一定程度的发展空间，需要相关人员对其进行细致的分析，从而得出创新设计的具体措施。在创新设计中，应考虑优化齿轮齿条的传动部分，使用其他元件对其进行替代，可尝试运用动配合结构简化在抽芯过程中齿条齿轮的动力传递过程，达成创新目的。