帶完整內(nèi)螺紋瓶蓋注塑模具設(shè)計

帶完整內(nèi)螺紋瓶蓋注塑模具設(shè)計郭新玲( 陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院 ， 咸陽 712000)摘要 針對結(jié)構(gòu)較復雜的帶內(nèi)螺紋塑料瓶蓋 ， 應用模流分析軟件 Moldflow 確定點澆口的具體位置 ， 并著重闡述了側(cè)抽芯機構(gòu) 、脫螺紋機構(gòu)的設(shè)計要點和模具工作原理 ， 通過采用塑料件斷面止轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu) ， 成功解決了完整內(nèi)螺紋塑料件自動脫模困難等問題 ， 提高了塑料件質(zhì)量和生產(chǎn)效率 。關(guān)鍵詞 瓶蓋 螺紋 側(cè)抽芯機構(gòu) 止轉(zhuǎn)塑料件上的螺紋分為內(nèi)螺紋和外螺紋 。通常 ，塑料件上的內(nèi)螺紋用螺紋型芯成型 ， 外螺紋用螺紋型環(huán)成型 。由于螺紋的特殊性 ， 螺紋部分的模具結(jié)構(gòu)有所不同 ， 其脫出螺紋的方式也各異 。對于塑料件的內(nèi)螺紋 ， 若在結(jié)構(gòu)允許的情況下 ， 可將其設(shè)計成分段的內(nèi)螺紋 。從模具結(jié)構(gòu)來看 ， 若空間允許 ， 可采用斜推桿內(nèi)抽芯來成型分段的內(nèi)螺紋 。對于塑料件上完整的內(nèi)螺紋 ， 其成型方法主要有 : 采用強制脫模的方式 ， 但要求塑料件結(jié)構(gòu)允許 ， 并采用彈性好的塑料 ； 將螺紋型芯做成活動鑲件 ， 在模外進行手動脫模 ， 雖然模具結(jié)構(gòu)簡單 ， 但生產(chǎn)效率低 ， 勞動強度大 ， 不能實現(xiàn)自動化操作 ； 采用旋轉(zhuǎn)機構(gòu)自動脫螺紋的方式 ， 生產(chǎn)效率高 ， 勞動強度小 ， 能實現(xiàn)自動化操作 ， 適合于大批量生產(chǎn) 。1 塑料件工藝性分析圖 1 所示為塑料中空瓶瓶蓋零件圖 ， 圖 2 為三維實體圖 。瓶蓋所用材料為聚乙烯 ( PE) 塑料 ， 大批量生產(chǎn) ， 要求塑料件外形美觀 ， 無凹陷 、變形等成型缺陷 。瓶蓋與中空瓶配合要求不漏水 ， 密封性好 ， 采用完整( 連續(xù) ) 的內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu) ?？紤]采用強制脫模會導致脫模困難 ， 內(nèi)螺紋變形較大 1， 而如果采用活動螺紋型芯在模外手動脫螺紋 ， 由于其生產(chǎn)效率低 ， 難以適應生產(chǎn)批量大的要求 。經(jīng)過分析 ， 采用自動脫螺紋機構(gòu) 。瓶蓋上部為了便于攜帶 ， 設(shè)計了 20 mm的大孔和安裝吊繩或掛飾的 3 mm 小孔 ， 需要采用側(cè)抽芯機構(gòu)成型 ， 該瓶蓋結(jié)構(gòu)較復雜 。2 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計要點瓶蓋的質(zhì)量較小 、生產(chǎn)批量大 ， 考慮到瓶蓋上部大小圓孔需要采用側(cè)型芯成型 ， 所以模具采用一模兩腔結(jié)構(gòu) ， 對稱布置 。其整體結(jié)構(gòu)如圖 3 所示 。21 澆注系統(tǒng)設(shè)計由于中心進料的圓柱形點澆口有利于熔體填充 ， 易排氣 2， 澆口痕跡小 ， 開模過程能實現(xiàn)澆注系統(tǒng)凝料與塑料件的自動切斷 3， 生產(chǎn)效率高 ， 所以選擇點澆口澆注系統(tǒng) 。又由于瓶蓋螺紋部位反復與中空瓶口配合 ， 為增加其強度和剛度 ， 螺紋部分壁厚較厚 ， 為防止成型過程出現(xiàn)表面凹陷 、真空泡或變形等成型缺陷 ， 需要采用模流分析軟件 Moldflow 來確定澆口的具體位置 。將瓶蓋模型以 IGES 格式導入 ， 并對導入的瓶蓋模型進行網(wǎng)格劃分 ， 如圖 4 所示 ， 然后設(shè)定分析類型為 “澆口位置 ”， 分析的結(jié)果顯示澆口的最佳位置為瓶蓋的下部外圓表面和上部吊環(huán)的中央 。由于產(chǎn)品外形要求美觀 ， 下部外圓表面的澆口位置只能采用側(cè)澆口 ， 澆口不但去除困難 ， 而且影響瓶蓋外圓表面質(zhì)量 ， 所以澆口的最佳位置選在瓶蓋上部吊環(huán)的中央 ， 如圖 5 所示 。收稿日期 : 2011-02-1427 工程塑料應用 2011 年 ， 第 39 卷 ， 第 4 期1動模座板 ； 2墊塊 ； 3、12、45、48齒輪 ； 4鍵 ； 5支承板 ； 6水管接頭 ； 7冷卻通道 ； 8密封圈 ； 9緊固板 ； 10螺母 ；11圓錐軸承 ； 13推件板 ； 14、25、50彈簧 ； 15鋼球 ； 16側(cè)型芯 ； 17定模座板 ； 18斜導柱 ； 19側(cè)滑塊 ； 20鎖緊塊 ；21擋圈 ； 22墊片 ； 23定距拉桿 ； 24襯套 ； 26定模板 ； 27拉料桿 ； 28主流道襯套 ； 29澆注系統(tǒng)凝料 ； 30定位圈 ；31塑料件 ； 32型芯 ； 33脫澆板 ； 34開閉器 ； 35導套 ； 36型腔板 ； 37導柱 ； 38墊板 ； 39固定板 ； 40電機 ；41電機固定板 ； 42、52螺釘 ； 43緊固板 ； 44鏈條 ； 46軸 ； 47軸承 ； 49限位螺釘 ； 51導套固定板 ； 53墊圈圖 3 瓶蓋模具整體結(jié)構(gòu)22 側(cè)抽芯機構(gòu)設(shè)計如圖 3 所示 ， 采用斜導柱抽芯機構(gòu)抽芯 ， 利用成型后的開模動作 ， 使斜導柱 18 與滑塊 19 產(chǎn)生相對運動 ， 滑塊在斜導柱的作用下一邊沿開模方向運動 ，一邊沿側(cè)向運動 ， 其中沿側(cè)向的運動使模具的側(cè)向型芯 16 抽出 。設(shè)計時應注意 : 瓶蓋上的側(cè)孔型芯16 設(shè)置為兩部分 ， 分別固定在左右滑塊上 ， 兩側(cè)型芯端面上設(shè)計一凹槽 ， 可使兩側(cè)型芯的端面良好接觸 4， 以保證塑料件側(cè)孔完全貫通 ； 滑塊在定模板26 的 T 形導滑槽中滑動要平穩(wěn) ， 不發(fā)生卡滯 、跳動等現(xiàn)象 ， 滑塊與導滑槽的配合為 H7/f7； 滑塊限位裝置要可靠 ， 保證滑塊在斜導柱離開后不能任意滑動 1， 本模具滑塊較小 ， 分別布置在模具的左 、右側(cè) ，采用彈簧鋼球的定位方式 ， 如圖 3 中 14、15 所示 ； 鎖緊塊的作用是模具注射時鎖緊滑塊 ， 阻止滑塊在脹型力的作用下后退 ， 因此鎖緊塊 20 要能承受注塑壓力 ， 連接方式要可靠 ， 采用螺釘將鎖緊塊固定在定模板上的結(jié)構(gòu)形式 ， 如圖 3 所示 ； 滑塊完成抽芯動作后 ， 仍應停留在 T 形導滑槽內(nèi) ， 留在導滑槽內(nèi)的長度不應小于滑塊全長的 3/4， 否則 ， 滑塊在開始復位時容易傾斜而損壞模具 。23 脫螺紋機構(gòu)設(shè)計如圖 3 所示 ， 模具脫模機構(gòu)比較獨特 ， 采用自動脫螺紋機構(gòu)來脫出內(nèi)螺紋 ， 推件板推出塑料件 。筆者采用電動機作為動力 ， 電動機帶動鏈條 44 使齒輪軸 46 旋轉(zhuǎn) ， 再經(jīng)過齒輪 45 和齒輪 48 帶動螺紋型芯32 旋轉(zhuǎn) ， 由于塑料件端面具有高度為 1 mm 的止轉(zhuǎn)凹槽 ( 如圖 1 和圖 6 所示 ) ， 塑料件不能隨螺紋型芯旋轉(zhuǎn) ， 迫使塑料件隨推件板 13 向上推出 ， 從而使內(nèi)螺紋自動脫出 。3 模具工作原理當模具開模時 ， 注塑機移動模板帶動動模向下運動 ， 由于開模彈簧 25的作用 ， 模具首先沿 面37郭新玲 : 帶完整內(nèi)螺紋瓶蓋注塑模具設(shè)計圖 6 瓶蓋止轉(zhuǎn)凹槽結(jié)構(gòu)示意圖處分型 ， 拉料桿 27 拉斷點澆口凝料 ， 同時斜導柱 18驅(qū)動滑塊 19 向外運動 ， 使側(cè)型芯 16 抽出到不妨礙塑料件脫出的位置 。當定模板 26 與定距拉桿 23 上的擋圈接觸時 ， 定距拉桿 23 帶動脫澆板 33 向下運動 ， 模具沿 面分型 ， 脫澆板 33 使點澆口澆注系統(tǒng)凝料從主流道襯套 28 和拉料桿 27 上脫下 。當定距拉桿 23 的軸肩與定模座板 17 接觸后 ， 面分型停止 ， 動模繼續(xù)向下運動 ， 開閉器 34 打開 ， 模具沿動定模主分型面 面第三次分型 ， 塑料件從型腔板 36 中脫出而留在動模一側(cè) ， 再由推出機構(gòu)推出 。該模具結(jié)構(gòu)合理 ， 動作平穩(wěn) 、可靠 ， 模具的三維實體圖及實物圖如圖 7 所示 。4 結(jié)語帶內(nèi)螺紋瓶蓋注射模具結(jié)構(gòu)復雜 ， 通過采用模( a) ( b)a三維實體圖 ； b實物圖圖 7 帶內(nèi)螺紋瓶蓋模具三維實體圖及實物圖流分析軟件 Moldflow 確定點澆口位置 ， 合理設(shè)計澆注系統(tǒng)和側(cè)向抽芯機構(gòu) ， 并采用機動脫出完整 ( 連續(xù)的 ) 內(nèi)螺紋的模具結(jié)構(gòu) ， 避免了去除澆注系統(tǒng)凝料和手動脫螺紋效率低 、勞動強度大的缺點 。經(jīng)生產(chǎn)實踐驗證 ， 該模具結(jié)構(gòu)合理 ， 動作平穩(wěn) 、可靠 ， 塑料件外觀質(zhì)量好 ， 生產(chǎn)效率高 。參 考 文 獻 1 陳礎(chǔ)云 接線盒注塑模設(shè)計 J 模具技術(shù) ， 2010( 2) : 16 21 2 張維合 注塑模具設(shè)計實用教程 M 北京 : 化學工業(yè)出版社 ，2008: 167 169 3 翁其金 塑料模塑成型技術(shù) M 北京 : 機械工業(yè)出版社 ， 2001:170 171 4 蔣育華 劉兌銀 鄭強華 ， 等 頂套注塑模設(shè)計 J 模具制造 ，2004( 5) : 43 44DESIGN OF INJECTION MOLD OF BOTTLE CAP WITH INTERNAL THREADGuo Xinling( Department of Scientific Research， Shaanxi Polytechnic Institute， Xianyang 712000， China)ABSTRACT According to the complex structure of plastic bottle cap with internal thread， the pin gate position was confirmedby using the Moldflow analyse software The design issues of side core-withdrawn mechanism and thread demoulding mechanism and themold working principle were mainly elaborated The problems such as the difficulty of automatic demoulding of fully internal threadplastic piece were solved successfully by using the plastic piece section lock rotate mechanisum， and the quality and production effi-ciency of plastic pieces were improvedKEYWORDS bottle cap， thread， side core-withdrawn mechanism，櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆lock rotate工程塑料應用 雜志開設(shè) “技術(shù)轉(zhuǎn)讓與合作 ”、“企業(yè)風采 ”欄目為做好廣大作者 、讀者單位最新科研成果及新產(chǎn)品 、新技術(shù)的推廣服務 ， 工程塑料應用 雜志和 “工程塑料網(wǎng) ”( wwwepa1973 com) 網(wǎng)站已開設(shè) “技術(shù)轉(zhuǎn)讓與合作 ”欄目 ， 以方便買賣雙方的有效交流與溝通 。欄目內(nèi)容可涉及科研成果及專利技術(shù)的轉(zhuǎn)讓 ， 公司新產(chǎn)品 、新技術(shù)簡介等方面 。另外 ， 為了全方位宣傳塑料行業(yè)精英企事業(yè)單位形象 ， 工程塑料應用 雜志增設(shè)“企業(yè)風采 ”欄目 。報道內(nèi)容主要是企業(yè)發(fā)展歷史 、企業(yè)文化 、企業(yè)管理 、研發(fā)創(chuàng)新能力 、新產(chǎn)品發(fā)布 、攻關(guān)項目介紹 ， 人物專訪等 。來稿字數(shù)控制在 5000 字以內(nèi) ， 可以附帶圖片 。工程塑料應用 為中文核心期刊 ， 是中國工程塑料工業(yè)協(xié)會會刊 ， 國內(nèi)外公開發(fā)行 ， 屢獲國家