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飲料瓶瓶蓋注射模設計分析

來源：中華包裝瓶網編輯：zynljh 發表時間：2007/12/1 22:24:41

摘要：在分析塑件結構特點基礎上，詳細闡述了模具結構設計，介紹了模具工作過程，并以圖示的方式模擬了模具的脫模過程.
關鍵詞：瓶蓋；注射模；側抽芯機構；澆注系統

1 塑件結構分析

圖1所示塑件為某飲料瓶瓶蓋，材料為PE( 聚乙烯) ，重量為2.9g。瓶蓋主體外側均布120個增大摩擦力的防滑筋，瓶蓋頂部有商標名稱ZSM的字樣。瓶蓋下部有一防偽圈與瓶蓋主體通過8個直徑φ1mm 高1mm 的小圓柱相連，防偽圈內側有8個均布長為3mm 直徑為φ1.5mm 的半圓形凸臺。瓶蓋內部有螺牙為半圓形的螺紋及高為4mm、截面直徑為φ1mm 的防偽圈與瓶子內徑嚴密配合，而高為1mm，截面直徑φ1mm 的防偽圈與瓶子外徑嚴密配合防止漏水。

2 模具結構設計

根據塑件形狀、精度、大小、工藝要求和生產批量，模具設計時考慮如下幾方面。

2.1 型腔數目及排列方式

瓶蓋作為包裝容器大批量生產，宜采用一模多腔，考慮現有注塑機的鎖模力、注射量及瓶蓋的精度和經濟性因素，確定為1模10腔，型腔排列方式為“一字形”。

2.2 澆注系統設計

根據塑件結構，模具設計成三板式采用點澆口，澆口設置在塑件頂部正中央位置，點澆口可顯著提高熔體的剪切速率，使熔體粘度大為降低有利于充模，對于PE 這樣對剪切速率敏感的熔體尤為有效。并且塑件作為包裝容器，外觀質量要求高，點澆口的殘留痕跡小，可確保塑件的表面質量，脫模時澆口處自動拉斷，便于實現制品生產過程的自動化，提高了生產效率，增加了經濟效益。采用非平衡澆注系統，型腔排列緊湊，減小了模具尺寸，為了能使各個型腔能同時均衡地充滿，采用BGV(Balanced Gat Value) 法通過人工修改各個型腔澆口尺寸達到平衡。利用冷料穴儲存前鋒冷料。

2.3 冷卻系統設計

模溫調節系統直接影響到制品的質量和生產效率。為提高型腔的冷卻效率，采用如圖2 所示的冷卻回路，一條回路的進口位于另一條回路的出口附近；根據塑件形狀及模具結構限制，定模冷卻水道直徑為φ12mm( 見圖2) ，與模外軟管連接形成循環冷卻。動模型芯直徑較細，采用如圖3 所示的鋼管冷卻方式，在型芯中心壓入熱導性能好的軟銅芯棒，并將芯棒的一端伸到冷卻水孔中冷卻。

2.4 脫模機構設計

塑件( 瓶蓋) 主體部分內有半圓形粗牙螺紋，塑件材料為聚乙烯( PE) ，具有良好的柔韌性，考慮采用強制脫模，為了簡化模具結構降低模具的閉合高度，采用限位板和推件板組合的脫模機構( 見圖4) 。

a—— —瓶蓋模具結構 b—— —型腔排列示意圖
1.定位圈2.螺釘3.定模座板4.限位螺釘5.導柱6.彈簧7.流道拉板8.導套9.推件板10.導柱11.螺釘12.支承板13. 水嘴14. 動模座板15. 軟銅芯棒16. 密封圈17. 型芯18.斜導柱19.塑件20.限位板21.螺釘22.哈夫塊23.螺釘24.水道25.型腔板26.限位釘27.水道28.彈簧29.澆口套30.冷料穴31.點澆口32.分流道33.主流道

2.5 分型面選擇

瓶蓋主體沿圓周僅通過8個小圓柱與防偽圈相連，采用兩個半圓的哈夫塊( 橫向) 來成型防偽圈。結合塑件結構特點，塑件成型后必然留在型芯上，故模具分型面設在防偽圈與瓶蓋主體之間截面輪廓最大部位，與開模方向垂直。

2.6 側向抽芯機構

塑件下部有一防偽圈，由成型防偽圈的兩哈夫塊跟瓶蓋主體部分共同構成型腔，設置在定模部分，兩哈夫塊裝在型腔板上的導滑槽中。脫模時，斜導柱撥開兩哈夫塊完成側抽芯；合模時，哈夫塊靠裝在動模上的楔緊塊鎖緊，由于成型防偽圈的側凹只有0.6mm，所需的抽拔力不大，抽芯距較小，將哈夫塊設計成始終不脫離斜銷，故不須設置哈夫塊的定位裝置。

3 模具工作過程

模具合模，塑化后的粘流態塑料熔體經注射、保壓、冷卻凝固定型。注射機噴嘴后移，由于彈簧28的回彈作用使主流道凝料脫出澆口套，在彈簧6的作用下模具沿Ⅰ- Ⅰ分型面打開，當限位螺釘4起限位作用時，流道拉板7將點澆口拉斷，并將凝料從型腔板25中拉出自動墜落，型腔板25在注射機移動模板帶動下繼續后移，當限位螺釘26起限位作用時定模部分停止運動；由于熔體冷卻時的收縮作用，塑件包在型芯上，在注射機移動模板的帶動下動模部分繼續后移，塑件從型腔脫出，與此同時，斜導柱18撥開哈夫塊22完成側抽芯動作，動模部分繼續后移，當限位板20起限位作用時，推件板9使塑件脫離型芯。合模，脫模機構、側抽芯機構復位，至此完成一個注射周期。

圖5 直觀地模擬了模具的整個脫模過程。

4 結束語

經生產實踐證明，該模具有利于塑料熔體的充模流動，脫模機構簡單可靠，冷卻系統布置及側抽芯機構設計合理，投入使用后塑件質量穩定達到用戶要求。

作者單位：單小根（包頭職業技術學院，內蒙古，包頭，014030）
楊建鳴（內蒙古科技大學機械工程學院）
秦波（內蒙古科技大學機械工程學院）

參考文獻：
[1]中國模具設計大典編委會.中國模具設計大典[M].南昌:科學技術出版社，2003.
[2]中國機械工業教育協會組編.塑料模具設計及制造[M].北京:機械工業出版社，2001.
[3]鄭新建，孫先明等.點滴瓶瓶蓋注塑模設計[J].模具技術，2005.(4)

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