帶內螺紋的飲水瓶蓋注射模設計

連燦鑫

（福州職業技術學院， 福建 福州 350108）

0 引 言

帶有外螺紋的塑件一般采用哈夫滑塊成型，在動模板的上表面設置推件板，開模時，2個哈夫滑塊分開后，再由推件板將成型塑件從型芯上推出，整個脫模過程中型芯保持不動。對于含有內螺紋的瓶蓋，使用該方法會形成強制脫模，損壞成型塑件的內螺紋。含內螺紋塑件的脫模過程是塑件保持不動，內螺紋型芯一邊旋轉一邊后退的方式脫模[1]。為了實現螺紋型芯自動旋轉，需要在模具上安裝液壓缸、傳動機構等設備，以驅動內螺紋型芯旋轉。

1 飲水瓶蓋結構

用于嬰兒的飲水瓶瓶蓋結構如圖1所示，高約為75 mm，外表面有2個手柄，2個手柄的最大距離為127 mm，瓶蓋的主體部分是圓形結構，外圓直徑為φ66 mm，內表面帶有2圈內螺紋，內螺紋的規格為M58 mm，瓶蓋內圓柱面的長度為14 mm，內螺紋的長度為6 mm。塑件材料為ABS，由于ABS材料較硬，瓶蓋的內螺紋必須以旋轉的形式脫模，不能強制脫模。

2 模具設計

模具采用1模2腔三板模結構，塑件外部結構由2個哈夫滑塊對碰成型，塑件內螺紋由螺紋型芯成型，如圖2所示。由于哈夫滑塊的脫模距離較小，由斜導柱驅動。塑件的內孔采用定模型芯與動模型芯對碰的結構成型[2]。

圖2 模具結構

2.1 型芯結構

塑件的結構決定了必須由內螺紋先脫模，然后2個哈夫滑塊分開，澆口設置在待成型塑件內圓柱面上。型芯分為內、外2層，在內層型芯上設置流道、澆口、推桿和拉料桿，在外層型芯上設置成型塑件內螺紋的結構，型芯結構如圖3所示。

圖3 型芯結構

2.2 澆注系統

每個待成型塑件設置一條直流道，將點澆口對準成型塑件內孔定模型芯與動模型芯對碰的分型面上，然后在動模型芯的端面開設一條流道，再以護耳澆口的形式進料，每個待成型塑件上有2個澆口，如圖4所示。這種澆口有2個優點：①澆口較隱蔽，不影響成型塑件的外觀；②可以自動修剪澆口凝料。為避免成型塑件出現熔接痕，將動模型芯端面流道兩端稍微延長，起冷料穴的作用[3]。

圖4 澆注系統

2.3 傳動機構

為了能使螺紋型芯自動旋轉，設計了由液壓缸、齒輪齒條、從動齒輪、螺紋螺母和圓錐滾子軸承組成的傳動機構，如圖5所示。為了方便組裝模具時調整螺紋型芯的位置，在螺紋螺母機構中設置了齒輪調節裝置。在主動齒輪的底面設置一個圓錐滾子軸承，2個型芯由同一個主動齒輪驅動。當螺紋型芯旋轉時，在螺紋螺母機構的驅動下，螺紋型芯還同時沿軸線方向平移，使成型塑件的內螺紋脫模。為了延長螺紋型芯的使用壽命，防止其磨損，在螺紋型芯的外圓柱面上安裝銅套。外層型芯由3部分組成，在頂部設置成型塑件螺紋的結構，在中間設置了從動齒輪，在尾部設置了螺紋螺母機構中的螺紋，螺紋螺母機構中的螺母固定在模架的模板上[4]。

圖5 傳動機構

2.4 推出機構

由于內螺紋脫模機構是在模具開模前脫模，內螺紋脫模后，塑件依舊粘附在型芯上，需要用推桿推出，在內層型芯上設置了6根推桿，推出機構的結構如圖6所示[5]。

圖6 推出機構

2.5 冷卻系統設計

模具的內層型芯是圓軸，為了達到更好的冷卻效果，在內層型芯上開設2條直通式冷卻水路，再通過模板接通水管接頭，如圖7（a）所示。哈夫滑塊上有2個型腔，為了使每個型腔的冷卻效果一致，在每個滑塊上設計了2條獨立的冷卻水路，每條冷卻水路由多條直通水路組成立體曲折的水路，如圖7（b）所示，定模板的冷卻水路簡單，不再描述[6]。

圖7 冷卻系統

2.6 模具結構

由于模具為1模2腔結構，從護耳進料，采用三板模模架。為了在模具上安裝由液壓缸、齒輪齒條、從動齒輪螺紋型芯和圓錐滾子軸承組成的傳動機構，采用非標準模架，在現有模架的基礎上，在動模板與墊塊之間增設3塊板，分別為齒輪固定板、型芯固定板和墊板，如圖8所示[7]。

圖8 模架結構

模具結構如圖9所示，成型塑件的型芯分為內、外2層，外層型芯脫模時一邊旋轉一邊平移，因此外層型芯與型芯固定板之間必須保留一段間隙，間距設為16 mm，且2個型芯上的從動齒輪與螺母之間同樣也應設置一段間距[8]。

圖9 模具結構

注射完成后，動模與定模開模前，液壓缸驅動外層型芯13旋轉，在螺紋型芯機構的作用下，外層型芯13一邊旋轉一邊平移，從成型塑件上脫模。脫螺紋傳動機構的脫模動作停止后，模具開始開模。開模過程分為兩步：第一步是脫料板21與定模板19分開，將澆口凝料取出；第二步是動模板26與定模板19分開，在第二步開模過程中，斜導柱18驅動哈夫滑塊25作脫模運動。當注塑機的滑塊帶領動模停止運動后，注塑機的頂桿驅動模具的推出機構（推板2、推桿固定板3、拉料桿7和推桿15）運動，將成型塑件推出。取出塑件后，注塑機的滑塊驅動模具的動模部分復位，復位過程與開模過程相反，模具完全復位后，即可生產下一個塑件[9]。

3 結束語

模具采用1模2腔三板模結構，根據塑件的結構特點，其外表面由2個哈夫滑塊成型，并將成型塑件內表面的型芯分為內層和外層，塑件的內螺紋由外層型芯成型。在內層型芯上設置冷卻水路、推桿、拉料桿等結構，為了安裝內螺紋的脫模機構，在現有模架的基礎上增加3塊模板。模具經批量生產驗證：模具的脫模機構運行穩定，成型的塑件合格率高，內螺紋沒有損壞。