一種洗發(fā)水瓶蓋的注塑模具設(shè)計(jì)

任天娟

(陜西國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 西安 710302)

0 引 言

洗發(fā)水瓶蓋類產(chǎn)品大多是規(guī)則形狀，有圓弧噴嘴，且裝配要求產(chǎn)品有螺紋結(jié)構(gòu)。為保證塑件的順利脫模，就需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的圓弧抽芯機(jī)構(gòu)和自動(dòng)脫螺紋機(jī)構(gòu)。同時(shí)，為確保塑件的質(zhì)量，對(duì)模具的澆注系統(tǒng)也提出了一定要求。針對(duì)這些問題，本文以典型洗發(fā)水瓶蓋為研究對(duì)象，探討了該類塑件模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

1 塑件的工藝分析

本研究的對(duì)象為一種洗發(fā)水瓶蓋塑件(見圖1)。其材料為PP，要求外形美觀且表面光滑，能大批量生產(chǎn)。該塑件結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜, 噴嘴處為一段圓弧，中間圓柱的外表面有連接螺紋。依據(jù)以上特征，將模具整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為一模四腔，采用自動(dòng)脫螺紋機(jī)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)外螺紋的成型；采用圓弧抽芯機(jī)構(gòu)以保證塑料瓶蓋圓弧部分的成型；澆口采用潛伏式澆口以保證塑件表面光滑[1]。

圖1 塑料瓶蓋

2 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

考慮到塑件要求表面光滑，模具便于脫模，以及模具整體結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了潛伏式澆口，澆口選擇在瓶蓋的外圓柱面，如圖2所示。這樣既可以保證塑件的表面質(zhì)量，也便于自動(dòng)化生產(chǎn)[2]。主流道入口處直徑為3 mm, 脫模斜度為1.5°；橫流道截面形狀選U形, 半徑為4 mm。分流道入口處直徑為3.5 mm, 脫模斜度為1°。潛伏式澆口入口處直徑為0.8 mm[3]。

圖2 澆注系統(tǒng)

2.2 自動(dòng)脫螺紋機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

該模具設(shè)計(jì)了自動(dòng)脫螺紋機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)瓶蓋外螺紋的成型。液壓馬達(dá)為該機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力，按照預(yù)先設(shè)定的液壓力驅(qū)動(dòng)鏈條帶動(dòng)鏈輪，從而使得運(yùn)動(dòng)傳遞給與鏈輪相連的齒輪軸。而齒輪軸和螺紋型環(huán)的輪齒嚙合，使得螺紋型環(huán)后退，從而實(shí)現(xiàn)了瓶蓋的自動(dòng)脫螺紋動(dòng)作。固定型芯和小型芯底部圓柱都做了切面處理，這樣可保證在自動(dòng)脫螺紋的過程中型芯保持不動(dòng)，等到自動(dòng)脫螺紋動(dòng)作完成后，模具進(jìn)行圓弧抽芯[4]。

圖3 自動(dòng)脫螺紋機(jī)構(gòu)

2.3 圓弧抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

塑件的噴嘴處為一段圓弧結(jié)構(gòu)，為實(shí)現(xiàn)其成型，設(shè)計(jì)了圓弧抽芯機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)由圓弧側(cè)型芯、楔緊塊、圓弧導(dǎo)向塊以及圓弧推塊等構(gòu)成，如圖4(a)所示。

(a) 圓弧抽芯機(jī)構(gòu)示意圖

(b) 圓弧抽芯內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

圓弧抽芯機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過程為：隨著模具動(dòng)模的運(yùn)動(dòng)，固定在定模部分的楔緊塊和圓弧側(cè)型芯分開，同時(shí)圓弧推塊通過其弧形槽拉動(dòng)圓弧側(cè)型芯，這樣就使得圓弧側(cè)型芯上的圓銷一邊隨著動(dòng)模后退，一邊沿著圓弧推塊內(nèi)的導(dǎo)向槽運(yùn)動(dòng), 最終使得圓弧側(cè)型芯沿著圓弧導(dǎo)向塊內(nèi)的導(dǎo)向槽運(yùn)動(dòng), 這樣就完成了圓弧抽芯[5]，如圖4(b)所示。

3 模具的工作原理

圖5為洗發(fā)水瓶蓋塑件的注塑模具裝配圖，模具開模過程具體如下。

1) 完成外螺紋自動(dòng)脫模。注塑模具合模完成注射、保壓、冷卻等過程后[6]，液壓馬達(dá)30提供液壓力驅(qū)動(dòng)鏈條27帶動(dòng)鏈輪，從而使得運(yùn)動(dòng)傳遞給與鏈輪相連的齒輪軸46，而齒輪軸46和螺紋型環(huán)5的輪齒嚙合，使得螺紋型環(huán)5后退，從而完成了外螺紋的自動(dòng)脫模。

1-螺釘；2-墊板；3-型芯固定板；4-螺紋套固定板；5-螺紋型環(huán)；6-螺釘；7-導(dǎo)套；8-導(dǎo)柱；9-水嘴；10-導(dǎo)套；11-螺釘；12-定模座板；13-螺釘；14-型腔板；15-定模板；16-螺釘；17-定距拉板；18-彈簧；19-活動(dòng)塊；20-定距拉板；21-螺釘；22-軸承固定板；23-軸套；24-型芯；25-支撐板；26-螺釘；27-鏈條；28-固定支架；29-液壓馬達(dá)；30-螺釘；31-圓弧推塊；32-圓弧側(cè)型芯；33-楔緊塊；34-螺釘；35-螺釘；36-主流道襯套；37-定位圈；38-拉料桿；39-定模板；40-定位螺釘；41-定位螺釘；42-推板；43-動(dòng)模板；44-固定型芯；45-支撐板；46-齒輪軸；47-動(dòng)模座板

2) 完成圓弧抽芯。外螺紋完成脫模后，模具動(dòng)模部分繼續(xù)后退，在定距拉板16的作用下，此時(shí)鎖緊塊6和圓弧側(cè)向抽芯5分開，為圓弧抽芯做好準(zhǔn)備。隨著動(dòng)模繼續(xù)后退，此時(shí)圓弧推塊31通過其弧形槽拉動(dòng)圓弧側(cè)型芯32，這樣就使得圓弧側(cè)型芯32上的圓銷一邊隨著動(dòng)模后退一邊沿著圓弧推塊31內(nèi)的導(dǎo)向槽運(yùn)動(dòng), 最終使得圓弧側(cè)型芯32沿著圓弧導(dǎo)向塊內(nèi)的導(dǎo)向槽運(yùn)動(dòng)，直到定位螺釘41運(yùn)動(dòng)到下限位置圓弧完成抽芯[7]。

3) 完成塑件脫模。動(dòng)模繼續(xù)后退，定位螺釘40運(yùn)動(dòng)到下限位置帶動(dòng)推板42，使塑件及澆注系統(tǒng)凝料脫離型芯，從而實(shí)現(xiàn)了塑件的脫模[8]。

4) 完成模具復(fù)位。模具開始合模過程，在鏈條27和齒輪軸46作用下實(shí)現(xiàn)螺紋型芯5的復(fù)位，推板42由定模板39實(shí)現(xiàn)復(fù)位，圓弧側(cè)型芯32在楔緊塊33的作用下實(shí)現(xiàn)復(fù)位。至此模具完成了完整的運(yùn)動(dòng)循環(huán)過程[9]。

4 結(jié) 論

針對(duì)洗發(fā)水瓶蓋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和產(chǎn)品成型要求設(shè)計(jì)了一模四腔體的自動(dòng)脫螺紋模具。為保證塑件表面質(zhì)量，設(shè)計(jì)了平衡布局的澆注系統(tǒng)并采用了潛伏式澆口；為實(shí)現(xiàn)瓶蓋圓弧部分的成型，設(shè)計(jì)了圓弧抽芯機(jī)構(gòu)；為便于瓶蓋外螺紋的成型，設(shè)計(jì)了自動(dòng)脫螺紋機(jī)構(gòu)；為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品順利脫模，設(shè)計(jì)了推板推出機(jī)構(gòu)。模具產(chǎn)后，運(yùn)行平穩(wěn)，成型塑件滿足工藝要求，實(shí)踐證明：該注塑模具結(jié)構(gòu)合理，可為類似的模具設(shè)計(jì)提供參考[10]。