雙色滅菌盒包膠注射模設(shè)計(jì)

孟少明 　聶慧萍 　劉容　陳晨　熊放明

(1.湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 株洲，412004；2.中航工業(yè)南方航空工業(yè)(集團(tuán))有限公司，湖南 株洲，412000)

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雙色滅菌盒包膠注射模設(shè)計(jì)

孟少明1聶慧萍2劉容1陳晨1熊放明1

(1.湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 株洲，412004；2.中航工業(yè)南方航空工業(yè)(集團(tuán))有限公司，湖南 株洲，412000)

介紹了1種雙色塑件的包膠注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用推桿與推件板組合的頂出機(jī)構(gòu)、順序開模機(jī)構(gòu)、潛伏式澆口等，經(jīng)2套模具在普通注塑機(jī)上生產(chǎn)出嵌套結(jié)構(gòu)的雙色產(chǎn)品。經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐，能保證塑件的質(zhì)量，可為同類塑件的模具設(shè)計(jì)提供借鑒。

雙色包膠注射模模具設(shè)計(jì)滅菌盒

塑料是以單體為原料，通過聚合而成的高分子化合物，一般呈透明狀。為使產(chǎn)品美觀，多在塑料中加入著色劑，或等產(chǎn)品注射成型后進(jìn)行彩印。加著色劑的塑料制品，模具設(shè)計(jì)與制造的難度大、設(shè)備成本高；塑料制品彩印，產(chǎn)品顏色易退化，但對成型模具和設(shè)備無任何影響。

下面以雙色滅菌盒為例，采用普通注塑機(jī)，分2套模具進(jìn)行雙色產(chǎn)品的注射成型研究。

1　雙色滅菌盒結(jié)構(gòu)分析

雙色滅菌盒結(jié)構(gòu)如圖1所示。滅菌盒骨架與把手分別為2種顏色，材料聚丙烯(PP)，收縮率1.018%，最大外形尺寸250 mm×195 mm×162 mm。四周壁厚3 mm，四周拔模斜角為1.5°，底部支撐筋壁厚1.5 mm。在滅菌盒骨架上有一環(huán)形凹槽，凹槽壁厚1.5 mm，用于安裝滅菌盒把手，把手安裝位置壁厚1.5 mm，手持部位最大壁厚4 mm，最小壁厚2 mm。因把手無法在產(chǎn)品分別成型后再安裝進(jìn)去，因此只能用雙色注射成型或包膠注射成型。雙色模通常由2幅模具，一半裝在機(jī)器的固定板上，另一半裝在回轉(zhuǎn)板上。當(dāng)?shù)?種顏色的塑料注射完畢，型芯與型腔之間打開，1次型芯帶著1次產(chǎn)品旋轉(zhuǎn)180°，進(jìn)行2次注射，即可獲得雙色制件，但需要專用的雙色注塑機(jī)。包膠模：第1種注入材料稱為基材，俗稱為骨架；第2種注入材料稱為覆蓋材料，俗稱為包膠材料，可以在普通注塑機(jī)上實(shí)現(xiàn)雙色產(chǎn)品的注射成型。對于中小型企業(yè)的用戶，包膠注射成型更經(jīng)濟(jì)適用。

圖1　 雙色滅菌盒結(jié)構(gòu)

2　雙色滅菌盒包膠注射模設(shè)計(jì)

2.1排位設(shè)計(jì)

由于產(chǎn)品需在滅菌盒骨架的基礎(chǔ)上包膠注射成型，考慮到脫模方便，結(jié)構(gòu)如圖2所示,使已經(jīng)成型的滅菌盒骨架4開口朝定模方向安放在模具中。在型腔2中嵌入型腔鑲件1，用于跟型芯5配合給滅菌盒骨架4定型，在型芯鑲件7中嵌入2塊推件板6，既可安放滅菌盒骨架的底部，又可用于產(chǎn)品的脫模。推件板6跟推桿9采用鏈接塊8進(jìn)行連接固定。

圖2　模具排位設(shè)計(jì)

2.2模具整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

模具總體結(jié)構(gòu)如圖3所示。模具選用龍記標(biāo)準(zhǔn)模架，采用四板模、雙分型面、點(diǎn)澆口與潛伏式澆口組合的澆注系統(tǒng)、推桿與推件板組合推出以及循環(huán)式冷卻系統(tǒng)組成的總體結(jié)構(gòu)，最大外形尺寸600 mm×500 mm×585 mm，流道分型面開模距離204 mm，最大推出距離40 mm。

圖3 模具總裝

2.3型腔及冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

型腔結(jié)構(gòu)如圖4所示，采用S136H模具鋼材料，定制半成品毛坯。最大外形尺寸380 mm×280 mm×75 mm，圓角半徑17 mm，與定模板采用4個M12的螺釘固定，與型腔鑲件的配合部位，加工成3°錐角?？紤]到把手包在骨架外圍四周，因此，在型腔板上加工2個4°錐角的主流道孔，與點(diǎn)澆口的澆口相接，在主流道大端位置，加工出直徑為6 mm半圓形分流道。把手的大部分成型部位，都在此與型腔表面接觸，因此，設(shè)計(jì)如圖4所示的循環(huán)式冷卻水道，直徑10 mm。

圖4　型腔

2.4型芯及冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

型芯結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5　型芯

采用2083H模具鋼材料，定制半成品毛坯。最大外形尺寸380 mm×280 mm×145 mm，圓角半徑17 mm，與動模板采用4個M10的螺釘固定，與型芯鑲件配合部位，為便于定位加工成20°錐角。由于澆注系統(tǒng)的進(jìn)料口只能設(shè)置在把手的手持部分，因此，為方便在把手的手持部分設(shè)置潛伏式澆口，在把手的手持部位設(shè)置小鑲件。把手的大部分成型部位，都在此與型芯表面接觸，因此，設(shè)計(jì)如圖5所示的循環(huán)式冷卻水道，直徑10 mm。

2.5型腔鑲件及冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

型腔結(jié)構(gòu)如圖6所示，采用2083H模具鋼材料，定制半成品毛坯。最大外形尺寸為255 mm×200 mm×236 mm，與流道板的連接采用6個M10螺釘固定，為便于加工，四周倒圓角半徑10 mm，與定模板配合部位、與型腔配合部位以及與滅菌盒骨架配合部位都加工成3°錐角。為保證產(chǎn)品的冷卻效果，在高度方向設(shè)置8個直徑30 mm的冷卻孔，中間用隔水墊隔開，長度方向設(shè)置2個直徑12 mm冷卻水道，分別聯(lián)通4個冷卻孔。

2.7型芯鑲件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

型芯鑲件結(jié)構(gòu)如圖7所示。

圖7　型芯鑲件

采用838H模具鋼材料，定制半成品毛坯。最大外形尺寸為380 mm×280 mm×55 mm，型芯鑲件與動模板的連接采用4個M12螺釘固定，型芯鑲件與型芯的連接采用4個M12螺釘固定。與型芯的定位結(jié)合面加工20°錐角，與推件板的定位結(jié)合面也加工成20°錐角。中間加工2個62 mm×55 mm的方孔，用于安放推件板與推桿的連接塊。

2.8澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3模具總裝圖所示，采用點(diǎn)澆口與潛伏式澆口相結(jié)合的方式，在流道板開梯形分流道，截面尺寸為寬7 mm，深5 mm，錐度20°，過渡圓角半徑2 mm。在型腔與定模板結(jié)合面設(shè)置點(diǎn)澆口，與型腔中的主流道口相接，在型腔與型芯結(jié)合面設(shè)置直接為直徑6 mm的圓形分流道，型芯與型腔各半個圓，在型芯小鑲件中設(shè)置潛伏式澆口，使進(jìn)料口設(shè)置在把手手持部位的隱蔽處。

2.9順序開模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

由于模具采用雙分型面，為保證模具按順開模，分開流道分型面，再開主分型面，特設(shè)置順序開模機(jī)構(gòu)如圖8所示。模具開模時(shí)，由于強(qiáng)力扣機(jī)2與滑塊6卡在一起，主分型面無法打開；當(dāng)模具開模達(dá)100 mm時(shí)，強(qiáng)力扣機(jī)3的斜面與滑塊6接觸，克服彈簧5的阻力，迫使滑塊6向左運(yùn)動，向左運(yùn)動5 mm后，強(qiáng)力扣機(jī)2與滑塊6分開，此時(shí)，主分型面打開，而實(shí)現(xiàn)順序開模。

圖8　順序開模機(jī)構(gòu)

2.10模具工作原理分析

如模具總裝圖3所示，模具動、定模合模，推出機(jī)構(gòu)復(fù)位，熔料經(jīng)塑化、計(jì)量后經(jīng)注塑機(jī)注入模具密封型腔內(nèi)，經(jīng)保壓、冷卻后開模。在順序開模機(jī)構(gòu)的作用下，使得中間板15與流道板14之間的流道分型面率先打開，在拉料桿23的作用下，澆注系統(tǒng)在點(diǎn)澆口處斷開而留在定模，當(dāng)模具開模到100 mm時(shí)，在順序開模機(jī)構(gòu)作用下，型芯11與型腔17之間的主分型面打開；此時(shí)，流道分型面與主分型面同時(shí)在慢慢打開，當(dāng)流道分型面開到204 mm時(shí)(方便取出澆注系統(tǒng))，在限位螺釘10作用下，流道分型面不在打開。為保證塑件開模后能留在動模部分，在定模板設(shè)置限位螺釘26，使得定模板13帶著型腔17與型腔鑲件12之間有20 mm的運(yùn)動量，從而保證塑件開模后會留在動模部位。當(dāng)主分型面完全打開時(shí)，注塑機(jī)頂桿推動頂出塊31，使推桿墊板3、推桿固定板4、推桿6以及推件板9運(yùn)動而推出塑件，在機(jī)械手作用下取出工件，完成1次生產(chǎn)。模具型芯11、型腔17以及型腔鑲件12通過鎖緊塊18，19，20來保證模具合模的準(zhǔn)確性(保證型芯、型腔自己間隙符合產(chǎn)品壁厚要求)。再次合模時(shí)，在復(fù)位桿22及復(fù)位彈簧29的作用下，使整個推出機(jī)構(gòu)回退，通過行位感應(yīng)器2來檢驗(yàn)復(fù)位的準(zhǔn)確性。如此重復(fù)，可完成塑件的批量生產(chǎn)。

3　結(jié)論

采用包膠注射成型技術(shù)，可在普通注塑機(jī)實(shí)現(xiàn)雙色產(chǎn)品的注射成型，對中小型企業(yè)意義重大；包膠注射成型雙色產(chǎn)品的生產(chǎn)成本比普通產(chǎn)品高，產(chǎn)品質(zhì)量好，不易褪色，對產(chǎn)品能起到一定的防偽作用；模具采用點(diǎn)澆口與潛伏式澆口相結(jié)合的方式，能更有效地保證產(chǎn)品成型質(zhì)量；模具采用推件板使塑件脫模，更能保證產(chǎn)品的脫模質(zhì)量；模具采用順序開模機(jī)構(gòu)與限位機(jī)構(gòu)，能保證模具按順序開模以及塑件開模時(shí)能留在動模部位。

Design of Encapsulated Injection Mould of Two-Color Sterilization Container

Meng Shaoming1Nie Huiping2Liu Rong1Chen Chen1XiongFangming1

(1. Hunan Chemical Vocational Technical College,Zhuzhou,Huan, 412004;2.Avic South Aviation Industry Limited Corporation,Zhuzhou,Hunan, 412000)

Structure design of encapsulated injection mould of a two-color plastic part is presented. Ejector mechanism of combination of push and pusher plate, sequential mouldopening mechanism, latent gate ect. are adopted. Nested structure products with two-color are produced by two sets of mould in an ordinary injection molding machine. The quality of plastic parts is ensured by production practice, which can provide reference for the same kind of plastic parts.

two-color；encapsulated injection mould；mould design; sterilization container

2016-01-05;修改稿收到日期:2016-05-07。

孟少明，男(1981—)， 湖南株洲人，講師，工學(xué)學(xué)士，主要從事PRO/E模具設(shè)計(jì)等方面的教學(xué)和科研工作。E-mail：13203305175@126.com。

湖南省教育廳料研究基金(15C0469)。

10.3969/j.issn.1004-3055.2016.04.015