薄壁包裝盒底注塑模具設(shè)計(jì)

陶永亮 薛敏杰

(①重慶川儀工程塑料有限公司，重慶 400712;②重慶宇海模具有限公司，重慶 402760)

1 產(chǎn)品介紹

由于盒底和盒蓋的厚度相差較大，本文主要討論盒底模具設(shè)計(jì)為主，盒蓋模具和盒底模具結(jié)構(gòu)大致一樣，盒蓋模具就不在此介紹。

2 模具設(shè)計(jì)

薄壁注塑件通常是指產(chǎn)品壁厚 1 mm 左右［1］，包裝盒正屬于薄壁注塑件。薄壁塑件模具一般是專用模具，與常規(guī)制品模具相比較，薄壁件模具從結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)和脫模系統(tǒng)都有一定的區(qū)別。盒底模具采用一模一件的設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。

模具工作原理是塑件注塑冷卻完畢后，啟動(dòng)動(dòng)模后移，由尼龍拉模器18拉著定?？?一起后移，由定?？蛳尬宦葆?7對(duì)拉開距離定位;定?？蛳尬宦葆?7固定在澆口板6上，帶動(dòng)了澆口板6一起移動(dòng)，移動(dòng)距離由澆口板限位螺釘15決定，帶動(dòng)了整個(gè)定模的分型，塑件吸附在動(dòng)模型芯4上，澆口料頭被澆口板6勒出，可以取出;動(dòng)模繼續(xù)后移，塑機(jī)頂桿接觸到頂出墊板28和頂出板27向前運(yùn)動(dòng)，由氣動(dòng)頂出組合12通過(guò)進(jìn)氣道20進(jìn)氣，A頂出桿1推動(dòng)勒板3，B頂出桿14，氣動(dòng)頂出組合一同將盒底塑件頂出動(dòng)模型芯4的一定位置后，將塑件取出。

3 模具零件設(shè)計(jì)

為承受薄壁件成型時(shí)的高壓，模具有剛度和強(qiáng)度的要求，模具的動(dòng)、定模板及其支撐板等厚度比通常的模具要厚些，為保證塑件厚薄均勻性，在注塑過(guò)程不發(fā)生單邊的現(xiàn)象，動(dòng)、定模型芯和勒板采用止口鎖緊結(jié)構(gòu)進(jìn)行定位設(shè)計(jì)，勒板與動(dòng)模型芯有3°斜度配合，動(dòng)模型芯與定模型腔有10°斜度止口配合［2］，以保證動(dòng)、定模型芯和勒板精確的定位，減少對(duì)導(dǎo)柱的壓力。模具選用的鋼材必須是耐久的模具鋼。定模模腔、澆口套、動(dòng)模型芯和勒板高摩擦部位采用 H—13(50～52 HRC)鋼材［3］。模具成型零件采用圓形件，便于加工和控制同心度。

3.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

包裝盒采用透明PP制造，PP屬于結(jié)晶型塑料，材料流動(dòng)性比較好。澆口采用針點(diǎn)式澆口，由于針點(diǎn)式澆口附近的剪切速率過(guò)高，會(huì)造成分子的高度定向，增加局部應(yīng)力，甚至開裂。為改善這一情況，可將澆口對(duì)面壁厚增加并呈圓弧過(guò)渡，如圖4所示。同時(shí)采用澆口拉桿11將澆口料頭直接與塑件脫離，澆口φ1.6 mm留下的余頭料不會(huì)影響盒底底部平整性。澆口板6從澆口拉桿11勒出料頭，保證取澆口的方便。

3.2 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

薄壁盒底由于厚度薄，容易發(fā)生變形。為保證盒底的尺寸穩(wěn)定性，把收縮和翹曲變形控制在用戶接受的范圍，對(duì)模具的冷卻時(shí)要確保冷卻均衡，防止因冷卻不均產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力而導(dǎo)致變形等。動(dòng)模型芯和定模型腔均采用6處隔板點(diǎn)冷卻方式進(jìn)行冷卻［4］。如圖5所示。在型芯(型腔)上6－φ16孔，有一定的深度(型芯90深，型腔深80)，中間用2 mm厚度塑料或銅(鋁)件固定在φ16孔中間，冷卻水從水道24右面進(jìn)去，到了孔頂面水流向隔水板左面流出，再流向另一個(gè)φ16孔右面進(jìn)去，到了孔頂面水流向隔水板左面流出，以此類推，到了最后孔和第1孔中間用鋁件堵頭隔開水道，在鋁件兩邊作出如圖水道，用兩條橡膠圈做密封，防止水流出，型芯和型腔用螺釘緊固板上。

3.3 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)

由于薄壁盒底注塑成型后是吸附在動(dòng)模型芯上，并會(huì)有一定的真空狀態(tài)，脫模比較困難。設(shè)計(jì)了氣動(dòng)頂出組合12，其中有圓錐頂塊用螺釘固定在φ12 mm頂桿上，頂桿針上專門磨去了0.5 mm的1個(gè)平面，由進(jìn)氣道20進(jìn)氣，通過(guò)頂針進(jìn)入塑件中，一方面是進(jìn)氣，另一方面進(jìn)行抽真空操作，保證脫模需要。如圖6所示。頂桿底部有1個(gè)橡膠圈進(jìn)行密封，在裝密封圈后，后面作一塊厚度3 mm墊板，用2個(gè)螺釘固定，固定膠圈。

由于填充時(shí)間短，注射速度高，模具的充分排氣尤其是流動(dòng)前沿聚集區(qū)的充分排氣非常重要，以防困氣燒焦。在模具勒板與型芯中間、頂桿間隙及分型面作出排氣槽，讓氣體排出。

3.4 脫模系統(tǒng)設(shè)計(jì)

薄壁盒底壁厚僅有1 mm，脫模斜度小，只有30'。注塑成型后是吸附在動(dòng)模型芯上，給塑件頂出帶來(lái)很多困難。模具設(shè)計(jì)中采用中心用氣動(dòng)頂出組合頂出，塑件頂部用6－φ10 mm的頂桿，盒底口用勒板將塑件勒出動(dòng)模型芯，采用3種組合頂出機(jī)構(gòu)，較好地保證了盒底的頂出動(dòng)模型芯。

4 結(jié)語(yǔ)

由于盒底壁薄，加工模具零件中應(yīng)保證每個(gè)零件的同心度，在總裝中減小累積誤差，避免盒底厚薄不均勻的現(xiàn)象。型芯和型腔的表面粗糙度要好，如果粗糙度不好對(duì)脫模很不利。一般取Ra0.1～0.15 mm之間，表面可以鍍0.002 mm硬鉻。盒蓋的模具結(jié)構(gòu)同盒底一樣，兩副模具制造后，經(jīng)過(guò)試模修整后，模具冷卻有效果，頂出機(jī)構(gòu)順利，薄壁包裝盒塑件得到用戶的認(rèn)同。

［1］顏可輝.薄壁注塑成型技術(shù)［J］.上海塑料，2007，138(2):35 －37.

［2］賈潤(rùn)禮，程志遠(yuǎn).實(shí)用注塑模設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社，2004:160－162.

［3］韓健，陳靜波，申長(zhǎng)雨，等.薄殼注射成型技術(shù)［J］.工程塑料應(yīng)用，2005，33(10):28 －31.

［4］李德群，唐志玉.中國(guó)模具工程大典:第二卷:輕工模具設(shè)計(jì)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2002:472－473.