聚丙烯塑料瓶蓋注塑模具設計

熊偉棠

【摘要】本文作者以某聚丙烯材質(zhì)塑料瓶蓋的結(jié)構(gòu)入手，對其模具設計相關問題進行分析探討，通過采用適當?shù)姆椒ㄉa(chǎn)出了合格的塑件，僅供參考。

【關鍵詞】聚丙烯 塑料 模具 設計

1塑料蓋子成型工藝分析

1.1蓋子的結(jié)構(gòu)分析

某材質(zhì)為聚丙烯的塑料瓶蓋塑件最大外形尺寸為53.5mm×42mm，分型面選擇在塑件底面。塑件外觀質(zhì)量要求較高，在注塑過程中，由于各種原因?qū)е碌娜毕葜饕校猴w邊、熔接痕、銀絲、翹曲、欠注和裂紋等。其中與外觀質(zhì)量有關的缺陷主要有飛邊、銀絲、翹曲和裂紋，而模具結(jié)構(gòu)是影響缺陷的原因之一。塑件內(nèi)頂部有M48的內(nèi)螺紋，螺紋長度較小，為11.5mm，螺紋成型后的脫模難度較大，可能會增加模具結(jié)構(gòu)的復雜程度。

1.2塑件成型模具的關鍵點

（1）要保證塑件的外觀質(zhì)量，需采用痕跡較小的點澆口或潛伏式澆口。

（2）對于本塑件，內(nèi)螺紋的成型結(jié)構(gòu)的設計關系到塑件質(zhì)量和模具的成本。

（3）考慮到生產(chǎn)批量較大，需采用一模多腔，要注意模具各部分的布局，保證模具強度，縮小模具尺寸。

2模具總體結(jié)構(gòu)方案

塑件生產(chǎn)批量較大，塑件本身尺寸較小，采用一模四腔成型，考慮提高澆口的加工工藝性和降低模具的故障率，采用點澆口成型，故需采用三板模（雙分型面注塑模），模具中需增加二次定距分型機構(gòu)。由于PP材質(zhì)較軟，此塑件可以采用強制脫模，能大幅度地減小模具的設計難度，降低成本。塑件外形簡單、內(nèi)腔尺寸較大，分型面簡單，又因螺紋處采用強制脫模，脫模阻力較大，故采用推件板推出機構(gòu)。初步確定的模具的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3模具關鍵結(jié)構(gòu)詳細設計

3.1二次定距分型機構(gòu)的設計

如圖1所示，為保證澆注系統(tǒng)的順利脫出，確定澆注系統(tǒng)分型面Ⅰ先開，打開一定距離后，再開啟塑件分型面Ⅱ。利用尼龍?zhí)?7控制開模順利，尼龍?zhí)着c孔的摩擦阻力較大，能實現(xiàn)鎖住塑件分型面的目的，尼龍?zhí)?7上的錐形螺釘用于補償其磨損。分型面Ⅰ的打開距離由定距拉桿18控制。同時，設計了分流道推板13，利用限位螺釘15控制其距離，以實現(xiàn)將澆注系統(tǒng)推出模具。定模導柱8除了為定模導向外，同時也起限位作用，防止限位螺釘被拉斷。塑件分型面的打開是由模具開模力克服尼龍?zhí)椎哪Σ磷枇崿F(xiàn)的，由于其最后打開，故不需設計限位裝置。這種二次定距分型機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠。

該模具中，限位拉桿的限位距離為75mm，大于澆注系統(tǒng)高度70.6mm，限位螺釘?shù)南尬痪嚯x為6mm，定模導柱限位距離為80mm。定模導柱的限位距離小于限位拉桿的限位距離與限位螺釘?shù)南尬痪嚯x之和，這樣定模導柱先限位，防止限位拉桿和限位螺釘被拉斷。

3.2推件板防磨損結(jié)構(gòu)設計

為避免塑件推出時型芯和推件板的磨損，型芯和推件板常采用錐面配合。為提高精度，防止錐面配合出現(xiàn)間隙而引起的溢料，必須保證2個零件的錐度和小端尺寸（基準）一致，常用配作加工實現(xiàn)。為便于加工，使型芯“過錐”，即型芯錐面延伸到塑件內(nèi)部。型芯2和推件板3采用錐面配合。型芯2的錐面頂端超過分型面，進入塑件內(nèi)部，即為“過錐”，見放大圖工。這種結(jié)構(gòu)只需保證配合錐度一致，不必嚴格控制基準一致，型芯上錐面小端直徑比推件板小端直徑稍小即可。另外，錐面配合長度小于推件板厚度，即推件板下部做成過孔，對錐面配合的長度也無嚴格要求。

3.3模具的排位設計

為了保證模具的經(jīng)濟性，在保證其強度的條件下，應盡可能減小模具尺寸。由于采用點澆口雙分型面注塑模，故要考慮型腔、型芯、導柱、限位拉桿、螺釘、推桿和冷卻水孔等的干涉問題，使其分布均勻、合理、緊湊。綜合考慮各種因素。

模具中僅定模有冷卻水道，故定模中的零件2、3、4、5對稱布置于模具左右，使定模部分形成3個通道，用于設置冷卻水道7。推桿6位于動模，無須考慮與水道的干涉，但4個角部已被限位裝置的通孔占據(jù)，故呈菱形布局。尼龍?zhí)?貫穿動、定模，需避開其他所有結(jié)構(gòu)。

4模具工作過程

開模時，由于尼龍?zhí)?3和定模板16上的孔的摩擦阻力的作用，分型面Ⅱ不能開啟，分型面I首先打開。流道拉料桿18拉住點澆口，使點澆口和塑件脫離。分型面Ⅰ打開一段距離后，定距拉桿25限位，澆注系統(tǒng)與定模板16完全分離，留在拉料桿18上。分流道推板17將澆注系統(tǒng)從拉料桿18上脫出，打開一段距離后，由限位螺釘19（或定模導柱11）限位，分型面工開模結(jié)束。動模繼續(xù)后移，開模力克服尼龍?zhí)?3的摩擦阻力，分型面Ⅱ打開，打開一段距離后，注塑機頂桿驅(qū)動推板3，通過推桿4推動推件板13，塑件被推件板推出，螺紋實現(xiàn)強制脫模，塑件自動墜落，模具工作周期結(jié)束。

5結(jié)語

通過對蓋子塑件的工藝性分析，掌握了其模具設計的關鍵點，設計了結(jié)構(gòu)合理、緊湊、質(zhì)量穩(wěn)定的模具。通過實際生產(chǎn)驗證，所生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。該模具的設計，解決了以下幾方面的問題：（1）針對塑件原材料及結(jié)構(gòu)特點，采用了強制脫螺紋的方式，降低模具復雜程度；（2）對雙分型面注塑模進行了合理的排位，最大限度的減小模具尺寸，降低了成本；（3）對推件板推出機構(gòu)采用的“過錐”的錐面配合，降低了模具的加工難度。