帶完整內(nèi)螺紋瓶蓋注塑模具設(shè)計(jì)

帶完整內(nèi)螺紋瓶蓋注塑模具設(shè)計(jì)郭新玲( 陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 ， 咸陽(yáng) 712000)摘要 針對(duì)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的帶內(nèi)螺紋塑料瓶蓋 ， 應(yīng)用模流分析軟件 Moldflow 確定點(diǎn)澆口的具體位置 ， 并著重闡述了側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) 、脫螺紋機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)和模具工作原理 ， 通過(guò)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(dòng)脫模困難等問(wèn)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(jī)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(duì)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(jì)成分段的內(nèi)螺紋 。從模具結(jié)構(gòu)來(lái)看 ， 若空間允許 ， 可采用斜推桿內(nèi)抽芯來(lái)成型分段的內(nèi)螺紋 。對(duì)于塑料件上完整的內(nèi)螺紋 ， 其成型方法主要有 : 采用強(qiáng)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(dòng)鑲件 ， 在模外進(jìn)行手動(dòng)脫模 ， 雖然模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ， 但生產(chǎn)效率低 ， 勞動(dòng)強(qiáng)度大 ， 不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作 ； 采用旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)自動(dòng)脫螺紋的方式 ， 生產(chǎn)效率高 ， 勞動(dòng)強(qiáng)度小 ， 能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(shí)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(wú)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(qiáng)制脫模會(huì)導(dǎo)致脫模困難 ， 內(nèi)螺紋變形較大 1， 而如果采用活動(dòng)螺紋型芯在模外手動(dòng)脫螺紋 ， 由于其生產(chǎn)效率低 ， 難以適應(yīng)生產(chǎn)批量大的要求 。經(jīng)過(guò)分析 ， 采用自動(dòng)脫螺紋機(jī)構(gòu) 。瓶蓋上部為了便于攜帶 ， 設(shè)計(jì)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(jī)構(gòu)成型 ， 該瓶蓋結(jié)構(gòu)較復(fù)雜 。2 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)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(duì)稱布置 。其整體結(jié)構(gòu)如圖 3 所示 。21 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)由于中心進(jìn)料的圓柱形點(diǎn)澆口有利于熔體填充 ， 易排氣 2， 澆口痕跡小 ， 開(kāi)模過(guò)程能實(shí)現(xiàn)澆注系統(tǒng)凝料與塑料件的自動(dòng)切斷 3， 生產(chǎn)效率高 ， 所以選擇點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng) 。又由于瓶蓋螺紋部位反復(fù)與中空瓶口配合 ， 為增加其強(qiáng)度和剛度 ， 螺紋部分壁厚較厚 ， 為防止成型過(guò)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(lái)確定澆口的具體位置 。將瓶蓋模型以 IGES 格式導(dǎo)入 ， 并對(duì)導(dǎo)入的瓶蓋模型進(jìn)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(yīng)用 2011 年 ， 第 39 卷 ， 第 4 期1動(dòng)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(dǎo)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(kāi)閉器 ； 35導(dǎo)套 ； 36型腔板 ； 37導(dǎo)柱 ； 38墊板 ； 39固定板 ； 40電機(jī) ；41電機(jī)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(dǎo)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(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖 3 所示 ， 采用斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)抽芯 ， 利用成型后的開(kāi)模動(dòng)作 ， 使斜導(dǎo)柱 18 與滑塊 19 產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng) ， 滑塊在斜導(dǎo)柱的作用下一邊沿開(kāi)模方向運(yùn)動(dòng) ，一邊沿側(cè)向運(yùn)動(dòng) ， 其中沿側(cè)向的運(yùn)動(dòng)使模具的側(cè)向型芯 16 抽出 。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)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(jì)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(dǎo)滑槽中滑動(dòng)要平穩(wěn) ， 不發(fā)生卡滯 、跳動(dòng)等現(xiàn)象 ， 滑塊與導(dǎo)滑槽的配合為 H7/f7； 滑塊限位裝置要可靠 ， 保證滑塊在斜導(dǎo)柱離開(kāi)后不能任意滑動(dòng) 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(shí)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(dòng)作后 ， 仍應(yīng)停留在 T 形導(dǎo)滑槽內(nèi) ， 留在導(dǎo)滑槽內(nèi)的長(zhǎng)度不應(yīng)小于滑塊全長(zhǎng)的 3/4， 否則 ， 滑塊在開(kāi)始復(fù)位時(shí)容易傾斜而損壞模具 。23 脫螺紋機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖 3 所示 ， 模具脫模機(jī)構(gòu)比較獨(dú)特 ， 采用自動(dòng)脫螺紋機(jī)構(gòu)來(lái)脫出內(nèi)螺紋 ， 推件板推出塑料件 。筆者采用電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力 ， 電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)鏈條 44 使齒輪軸 46 旋轉(zhuǎn) ， 再經(jīng)過(guò)齒輪 45 和齒輪 48 帶動(dòng)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(dòng)脫出 。3 模具工作原理當(dāng)模具開(kāi)模時(shí) ， 注塑機(jī)移動(dòng)模板帶動(dòng)動(dòng)模向下運(yùn)動(dòng) ， 由于開(kāi)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(jì)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(diǎn)澆口凝料 ， 同時(shí)斜導(dǎo)柱 18驅(qū)動(dòng)滑塊 19 向外運(yùn)動(dòng) ， 使側(cè)型芯 16 抽出到不妨礙塑料件脫出的位置 。當(dāng)定模板 26 與定距拉桿 23 上的擋圈接觸時(shí) ， 定距拉桿 23 帶動(dòng)脫澆板 33 向下運(yùn)動(dòng) ， 模具沿 面分型 ， 脫澆板 33 使點(diǎn)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(dāng)定距拉桿 23 的軸肩與定模座板 17 接觸后 ， 面分型停止 ， 動(dòng)模繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng) ， 開(kāi)閉器 34 打開(kāi) ， 模具沿動(dòng)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(dòng)模一側(cè) ， 再由推出機(jī)構(gòu)推出 。該模具結(jié)構(gòu)合理 ， 動(dòng)作平穩(wěn) 、可靠 ， 模具的三維實(shí)體圖及實(shí)物圖如圖 7 所示 。4 結(jié)語(yǔ)帶內(nèi)螺紋瓶蓋注射模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜 ， 通過(guò)采用模( a) ( b)a三維實(shí)體圖 ； b實(shí)物圖圖 7 帶內(nèi)螺紋瓶蓋模具三維實(shí)體圖及實(shí)物圖流分析軟件 Moldflow 確定點(diǎn)澆口位置 ， 合理設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)和側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu) ， 并采用機(jī)動(dòng)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(dòng)脫螺紋效率低 、勞動(dòng)強(qiáng)度大的缺點(diǎn) 。經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐驗(yàn)證 ， 該模具結(jié)構(gòu)合理 ， 動(dòng)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(xiàn) 1 陳礎(chǔ)云 接線盒注塑模設(shè)計(jì) J 模具技術(shù) ， 2010( 2) : 16 21 2 張維合 注塑模具設(shè)計(jì)實(shí)用教程 M 北京 : 化學(xué)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(jī)械工業(yè)出版社 ， 2001:170 171 4 蔣育華 劉兌銀 鄭強(qiáng)華 ， 等 頂套注塑模設(shè)計(jì) 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(yīng)用 雜志開(kāi)設(shè) “技術(shù)轉(zhuǎn)讓與合作 ”、“企業(yè)風(fēng)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(wù) ， 工程塑料應(yīng)用 雜志和 “工程塑料網(wǎng) ”( wwwepa1973 com) 網(wǎng)站已開(kāi)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?jī)?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(jiǎn)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(yīng)用 雜志增設(shè)“企業(yè)風(fēng)采 ”欄目 。報(bào)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(xiàng)目介紹 ， 人物專訪等 。來(lái)稿字?jǐn)?shù)控制在 5000 字以內(nèi) ， 可以附帶圖片 。工程塑料應(yīng)用 為中文核心期刊 ， 是中國(guó)工程塑料工業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)刊 ， 國(guó)內(nèi)外公開(kāi)發(fā)行 ， 屢獲國(guó)家