洗發(fā)水瓶蓋注射模設(shè)計(jì)

1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及工藝分析

(1) 產(chǎn)品名稱：海飛絲洗發(fā)水瓶蓋如圖1 所示(圖中尺寸僅供參考) 。
(2) 產(chǎn)品材質(zhì)及外觀分析。

洗發(fā)水瓶蓋屬于外觀產(chǎn)品，對(duì)外觀要求較嚴(yán)格：①外觀光澤；②材質(zhì)為：PP+GF20%(淺藍(lán)色)，收縮率：1.5%。

聚丙烯(PP) 屬于結(jié)晶性塑料，流動(dòng)性極好，吸濕性小，可能發(fā)生熔融破裂，模溫不宜太高(80℃~90℃) ，冷卻速度快，所以澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)散熱緩慢；其成型收縮范圍大，收縮率大，易發(fā)生縮孔、凹痕、變形，方向性強(qiáng)，注射時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制成型溫度，料溫低方向性明顯，尤其低溫高壓時(shí)更明顯，模具溫度低于50℃以下塑件不光澤，且易產(chǎn)生熔接不良、流痕；模具溫度高于90℃以上時(shí)易發(fā)生翹曲、變形；要求塑件壁厚均勻，應(yīng)避免缺口、尖角，防止成型時(shí)應(yīng)力集中。模具應(yīng)設(shè)計(jì)有足夠的排氣。

對(duì)聚丙烯(PP) 料的成型壁厚應(yīng)不低于0.85mm。 產(chǎn)品成型壁厚低于0.85mm，為增加產(chǎn)品強(qiáng)度，需改性加GF15%。

圖1 瓶蓋

(3) 產(chǎn)品成型結(jié)構(gòu)分析。

此產(chǎn)品成型壁厚較薄(0.80mm)，成型時(shí)易發(fā)生翹曲、變形；小蓋咀與大蓋口的配合應(yīng)緊固，不宜松動(dòng)；小蓋折合處成型時(shí)不宜太薄或太厚，應(yīng)具有足夠的耐折和易折性，膠型彈片弧形不應(yīng)太長(zhǎng)，要保證小蓋扣上后，表面無(wú)拱形、吻合恰好。

其產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)成型較困難：①內(nèi)部結(jié)構(gòu)整體位置將決定著與瓶身裝配后瓶蓋和身的外觀；②內(nèi)部結(jié)構(gòu)與瓶口內(nèi)接處較薄，且直徑和高度應(yīng)保證裝配后能伸進(jìn)瓶口并能脹緊內(nèi)壁，起到密封作用，使洗發(fā)水不能從瓶蓋內(nèi)部流出；③此洗發(fā)水瓶蓋是采用脹性(內(nèi)肋) 鎖扣在瓶口外肋上，洗發(fā)水瓶蓋內(nèi)肋不宜成型后脫模；④瓶蓋內(nèi)肋所在的圓壁其對(duì)稱處有開(kāi)口，起瓶蓋鎖扣時(shí)圓壁有彈性脹開(kāi)的作用，瓶蓋內(nèi)肋在模具型芯上加工困難(芯圓柱面對(duì)稱處有凸起) 。

(4) 確定模具結(jié)構(gòu)。

①為保證產(chǎn)品外觀，采用產(chǎn)品頂面中心處(小蓋覆蓋面) 進(jìn)膠—— 三板模直接點(diǎn)膠口形式；②瓶蓋在成型時(shí)小蓋為開(kāi)狀，小蓋型芯須裝在A模板上，這樣必須在開(kāi)模時(shí)小蓋部分先從定模脫出，才能確保小蓋折合處不受損壞與大蓋連接；模具必須有可靠的定模頂出結(jié)構(gòu)—— 定模頂出；③考慮成型因素，采用1模4腔，需有澆口板且分型，此模澆口設(shè)計(jì)成自動(dòng)脫落，模具需對(duì)澆口板分型面有定距分型裝置—— 定距分型；④動(dòng)模頂出系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)—— 斜頂原理(即：型芯斜頂出脫模) 。

洗發(fā)水瓶蓋外形大致為橢圓，成型壁厚較薄，且瓶蓋有內(nèi)肋，較小，采用強(qiáng)制脫模，需用較大的脫模力，根據(jù)斜頂原理，動(dòng)模脫模方式設(shè)計(jì)為型芯斜頂出，頂出力較大、可靠，動(dòng)模頂出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

2 模具結(jié)構(gòu)及其工作過(guò)程

(1) 模具結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

①根據(jù)聚丙烯(PP) 冷卻速度快，澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)散熱緩慢的特點(diǎn)，模具定模部分產(chǎn)品成型又較少，所以模具定模部分將不設(shè)冷卻系統(tǒng)。

②此模具澆注系統(tǒng)將不設(shè)計(jì)熱流道，因聚丙烯(PP) 對(duì)溫度較敏感，溫度不宜控制。

③又因聚丙烯(PP) 對(duì)溫度較敏感緣故，模具加熱器不能太多(加熱棒)，需裝在模具內(nèi)，以便更好的控制模具溫度，但不宜太靠近型腔。

(2) 成型零部件設(shè)計(jì)分析。

①型腔的設(shè)計(jì)。

型腔是成型產(chǎn)品外表面的主要零件，該產(chǎn)品對(duì)成型外表面要求較嚴(yán)，又考慮到產(chǎn)品生產(chǎn)量大，為提高模具強(qiáng)度、剛度，型腔便于加工和更換等原則，所以型腔采用整體鑲件式，材料采用進(jìn)口P20。

②型芯的設(shè)計(jì)。

型芯是成型產(chǎn)品內(nèi)部表面及結(jié)構(gòu)的主要零件，該產(chǎn)品型芯較多，尤其是定模，給模具裝配精度帶來(lái)一定的難度，型芯零部件多會(huì)給以后修模及更換零件時(shí)制造精度帶來(lái)困難。

該模具設(shè)計(jì)重要部分：利用動(dòng)模型芯斜滑頂出脫模。

③定模頂出的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

定模頂出類型有模內(nèi)和模外兩種：a.模外頂出力較大(一般采用氣動(dòng)裝置，塑件定模頂出部分較大時(shí))，且氣動(dòng)頂出速度快，同模具打開(kāi)的速度連貫性不宜控制。

b.模內(nèi)頂出力較小，適用塑件定模頂出部分較小時(shí)，通常采用彈簧為力源，模內(nèi)頂出部分結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，模具費(fèi)用低，修換方便等，但彈簧易失效。

該模具設(shè)計(jì)定模模內(nèi)頂出，采用一小塊板連接頂桿、復(fù)位桿，同時(shí)把彈簧固定與連接板中間，使頂桿、復(fù)位桿在頂出時(shí)受力均勻及復(fù)位桿受合模力復(fù)位時(shí)頂桿不易卡住，材料可選用45 鋼。彈簧的選用則需根據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)量來(lái)決定。

④定距分型的設(shè)計(jì)(澆口料自動(dòng)脫落設(shè)計(jì)) 。

定距分型，主要對(duì)澆口板在開(kāi)模時(shí)滑開(kāi)距離進(jìn)行定位限制，使?jié)部诹夏茏詣?dòng)從模具澆口板中脫出，該模具由于一半分流道開(kāi)在定模座板上，澆口板較薄，澆口板需滑開(kāi)距離又較大，所以采用模外定距分型，彈簧為力源，有安裝方便、上模內(nèi)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，此方式在模具設(shè)計(jì)中常被廣泛采用。

澆口拉料桿需止旋轉(zhuǎn)，且復(fù)位彈簧不宜彈力太大，能保證拉料桿在合模前復(fù)位即可，注意澆口拉料桿8 開(kāi)口邊的裝配方向，使?jié)部诹献詣?dòng)脫落。

⑤澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

產(chǎn)品外觀及模具制造原因，該模具采用直接點(diǎn)澆口形式，從主型芯上進(jìn)膠，這是因產(chǎn)品外觀結(jié)構(gòu)的原因，進(jìn)膠點(diǎn)被蓋在小蓋下面，無(wú)外觀影響。

為減少模具制造用材料，把一半分流道開(kāi)在定模座板上，一舉兩得。

⑥動(dòng)模頂出的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

動(dòng)模頂出部分是該模具設(shè)計(jì)特點(diǎn)部分：利用橢圓及圓形幾何規(guī)則、斜頂頂出原理，優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用動(dòng)模芯斜頂式斜滑頂出脫模，從而大大提高產(chǎn)品脫模力度，減少產(chǎn)品在脫模時(shí)對(duì)模芯的抱緊力及在采用頂桿頂出時(shí)產(chǎn)品頂出面變形的可能性(見(jiàn)圖3) 。

建議：此脫模方式可使用于產(chǎn)品橢圓或圓形時(shí)，內(nèi)徑最好≥φ30mm，脫模行程不大，塑件收縮較大時(shí)采用較好。

復(fù)位桿為倒裝式，以螺紋形式固定在推板上，在推板下面用螺絲鎖緊，此方式主要是考慮到在脫模動(dòng)作完成后，型芯在復(fù)位桿帶動(dòng)下復(fù)位時(shí)減少所受到的撞擊力，保證型芯上及連接頂桿上的螺紋不受損壞。

⑦冷卻系統(tǒng)及排氣的設(shè)計(jì)。

因聚丙烯(PP) 料對(duì)溫度較敏感，該產(chǎn)品成型在定模部分又較少，所以模具定模部分將不考慮設(shè)冷卻系統(tǒng)；動(dòng)模冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)為串聯(lián)冷卻形式，利用銅管鑲?cè)肽＞呃鋮s孔內(nèi)串聯(lián)冷卻。

(3) 模具工作過(guò)程。

模具在注射機(jī)上注射成型完畢，同時(shí)冷卻系統(tǒng)使產(chǎn)品在模具型腔內(nèi)冷卻，注射機(jī)保溫時(shí)間結(jié)束，開(kāi)模時(shí)I分型面在模外定距裝置上彈簧12的作用下先開(kāi)模，由于定距水口料拉料桿8上的彈簧力較小，從而在水口料澆口及水口板上拉料桿的帶動(dòng)下被拉出，待定距水口料拉料桿8行程完畢，I分型面開(kāi)模繼續(xù)，使水口料從產(chǎn)品中脫出，同時(shí)水口板上拉料桿上的水口料也被脫出，因水口料定距拉料桿8開(kāi)口邊朝下方，則水口料自動(dòng)落下，定距拉料桿8在彈簧7的作用下復(fù)位，I分型面分開(kāi)，并且在限位柱16下分型定距；注射機(jī)開(kāi)模仍然繼續(xù)，Ⅱ分型面打開(kāi)，同時(shí)動(dòng)模平面不再對(duì)復(fù)位桿33施力，從而推桿3和復(fù)位桿33在彈簧強(qiáng)力下彈出，頂出產(chǎn)品；待注射機(jī)開(kāi)模動(dòng)作全部結(jié)束，開(kāi)始動(dòng)模頂出動(dòng)作，模具推桿墊板25被注射機(jī)頂桿推行，使固定在型芯上的頂桿24受力，帶動(dòng)模型芯推動(dòng)產(chǎn)品完成頂出，復(fù)位時(shí)由于復(fù)位桿21倒裝固定在推板上，從而減少了動(dòng)模型芯在頂桿24帶動(dòng)下復(fù)位時(shí)所受的撞擊力，模具完成一次注射工作。

3 模具裝配、加工要點(diǎn)及調(diào)試

(1) 定模型芯較多，加工時(shí)需對(duì)鑲芯留有裝配研磨余量。
(2) 動(dòng)模芯頂桿斜導(dǎo)滑孔，在加工時(shí)兩塊板需固定在一起，確保同軸度。
(3) 裝配后，確保推板復(fù)位后正好�？吭谙尬会斏匣蚓�1mm，使動(dòng)模型芯完全復(fù)位，不影響成型時(shí)產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
(4) 注意澆口拉料桿裝配方向，模具在注射機(jī)上安裝時(shí)澆口拉料開(kāi)口邊朝下方。

4 結(jié)束語(yǔ)

該三板式模具整體結(jié)構(gòu)在模具設(shè)計(jì)中屬較難，用到了澆口自動(dòng)脫落、模外定距分型、定模頂出、動(dòng)模型芯斜頂出設(shè)計(jì)，其中利用動(dòng)模型芯斜頂出設(shè)計(jì)較特別，而且在模具結(jié)構(gòu)中極為少見(jiàn)，且設(shè)計(jì)合理，省去了采用頂桿套筒或頂板頂出設(shè)計(jì)，從而減少模具制造上的困難，解決了圓筒形件和橢圓形件在成型后頂出力較大的難題，可供同行參考。