[发明专利]注塑机的导柱结构及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种注塑机，特别是一种注塑机的导柱结构及其控制方法。

背景技术

注塑机是塑料注射成型的机械装备，属于高级快速成型设备，其工作特性是长期连续运作，运作周期短（快则3～4秒/周期）。在每个周期内，注塑机的合模单元都将受一次巨大的锁模力冲击，其中的导柱则是承受锁模力的重要元件之一。由于长期承受交变载荷容易造成导柱的疲劳破坏，如何降低导柱应力集中问题，许多厂家均进行了相关研究，常见的改良结构如附图1至附图4所示，附图1为在导柱上设置有用于卸荷的应力槽1；附图2为在与导柱相接的螺母的前端设置凹槽2，以减弱刚性；附图3为将与导柱相接的普通螺母替换为外锥形螺母3；附图4为将与导柱相接的普通螺母替换为内锥形螺母4。

以上四种改良结构都存在以下问题：当导柱受到拉伸应力时，模板也会产生一定的弯曲变形，从而增加弯矩对导柱的弯曲载荷，这从有限元分析可较清晰的看到导柱的整体受力状态，而导柱所受最大应力326.9MPa却集中在导柱与螺母接触的第一个螺牙处，见附图5-附图6，而导柱与螺母接触的其余七个螺牙的应力依次下降至184MPa，至于剩下的十几个螺牙的应力则基本维持在190MPa左右。因此，各个螺牙受力不均匀性也是导柱的螺纹结构自身难以避免的特点。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种结构简单合理、受力均匀、使用寿命长的注塑机的导柱结构及其控制方法，以克服现有技术中的不足之处。

按此目的设计的一种注塑机的导柱结构，包括通过螺纹与导柱相接的螺母，其结构特征是螺母的螺纹为锥螺纹。

所述锥螺纹的锥度为0.04°～0.06°。

所述锥螺纹的公差介于标准的6H公差带与7H公差带之间。

一种注塑机的导柱结构的控制方法，其特征是将螺母标准的普通三角螺纹或梯形螺纹加工为锥度为0.04°～0.06°的锥螺纹，由于锥螺纹的锥度较小，完全可以控制在标准的6H公差带与7H公差带之间，锥螺纹的大端作用于导柱的左侧第一螺牙位置，当螺母与导柱装配后，可使导柱的左侧第一螺牙开始预留配合的间隙量，通过间隙量逐步减小来补偿导柱的螺纹因受力拉长而带来应力集中情况，达到调节螺纹上各螺牙的受力分布状态，同时由于第一螺牙处的径向间隙加大对于导柱的弯曲起到一定补偿作用，使第一螺牙在整个圆周方向上的各点受力更平均。

本发明采用上述的技术方案，引入柔性螺母的概念，柔性螺母的最大特点就是通过改变螺母螺纹的形状，调整全段螺纹螺牙的受力分布，改善各个螺纹受力均衡性，同时考虑模板受力变形会对导柱产生弯矩影响，避免单个螺纹受力过大产生疲劳应力失效。

本发明中的柔性螺母除了考虑螺母自身的结构因素之外，并从螺纹应力分析深入解析，通过有限元模拟关键部位受力特性分析，实现便于加工检测结构的牙型结构，解决了关键受力部位应力集中问题。

本发明既解决了导柱断裂问题，也可广泛应用于螺纹固定连接类似结构，由于受力产生应力集中引起的疲劳断裂问题，具有结构简单合理、受力均匀、使用寿命长、加工方便的特点，有效的解决了长期困扰企业的难题。

附图说明

图1为现有导柱的第一改良结构示意图。

图2为现有导柱的第二改良结构示意图。

图3为现有导柱的第三改良结构示意图。

图4为现有导柱的第四改良结构示意图。

图5为现有导柱的螺牙受力分布状态示意图。

图6为现有导柱的螺牙最大应力分布图。

图7为本发明一实施例的螺牙受力分布状态示意图。

图8为本发明的螺牙最大应力分布图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

参见图7-图8，本注塑机的导柱结构，包括通过螺纹与导柱相接的螺母，该螺母的螺纹为锥螺纹。所述锥螺纹的锥度为0.04°～0.06°，也就是全渐变0.02°斜度。所述锥螺纹的公差介于标准的6H公差带与7H公差带之间。

注塑机的导柱结构的控制方法，是将螺母标准的普通三角螺纹或梯形螺纹加工为锥度为0.04°～0.06°的锥螺纹，由于锥螺纹的锥度较小，完全可以控制在标准的6H公差带与7H公差带之间，锥螺纹的大端作用于导柱的左侧第一螺牙位置，当螺母与导柱装配后，可使导柱的左侧第一螺牙开始预留配合的间隙量，通过间隙量逐步减小来补偿导柱的螺纹因受力拉长而带来应力集中情况，达到调节螺纹上各螺牙的受力分布状态，见图7，同时由于第一螺牙处的径向间隙加大对于导柱的弯曲起到一定补偿作用，使第一螺牙在整个圆周方向上的各点受力更平均，见图8。

通过有限元分析的应力分布结果可以看出，当使用柔性螺母的时候，在同样的条件下可以有效减少导柱与螺母接触的第一个螺牙处的最大应力，此时的最大应力为259.8MPa，该最大应力与背景技术中个的最大应力相比较，减少了大概20%，同时把应力较为平均地分布到各个螺牙中，而其余的各个螺牙的最大应力处也降低了11%左右，从而避免了应力过于集中于导柱与螺母接触的第一个螺纹处，有效解决导柱疲劳断裂问题。同时，螺母本身受力时的各个螺纹应力也更加分散均衡，也能提高自身使用寿命。