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饮料瓶瓶盖注射模设计

摘要：在分析塑件结构特点基础上，详细阐述了模具结构设计，介绍了模具工作过程，并以图示的方式模拟了模具的脱模过程.

关键词：瓶盖；注射模；侧抽芯机构；浇注系统

1 塑件结构分析

图1所示塑件为某饮料瓶瓶盖，材料为PE( 聚乙烯) ，重量为2.9g。瓶盖民间借贷主体外侧均布120个增大摩擦力的防滑筋，瓶盖顶部有商标名称ZSM的字样。瓶盖下部有一防伪圈与瓶盖主体通过8个直径φ1mm 高1mm 的小圆柱相连，防伪圈内侧有8个均布长为3mm 直径为φ1.5mm 的传动轴半圆形凸台。瓶盖内部有螺牙为半圆形的螺纹及高为4mm、截面直径为φ1mm 的防伪圈与瓶子内径严密配合，而高为1mm，截面直径φ1mm 的防伪圈与瓶子外径严密配合防止漏水。

2 模具结构设计

根据塑件形状、精度、大小、工艺要求和生产批量，模具设计时考虑如下几方面。

2.1 型腔数目及排列方式

瓶盖作为包装容器大批量生产，宜采用一模多腔，考虑现有注塑机的锁模力、注射量及瓶盖的精度和经济性因素，确定为1模10腔，型腔排列方式为“一字形”。

2.2 浇注系统设计

根据塑件结构，模具设计成三板式采用点浇口，浇口设置在塑件顶部正中央位置，点浇口可显著提高熔体的剪切速率，使熔体粘度大为降低有利于充模，对于PE 这样对剪切速率敏感的熔体尤为有效。并且塑件作为包装容器，外观质量要求高，点浇口的残留痕迹小，可确保塑件的表面质量，脱模时浇口处自动拉断，便于实现制品生产过程的自动化，提高了生产效率，增加了经济效益。采用非平衡浇注系统，型腔排列紧凑，减小了模具尺寸，为了能使各个型腔能同时均衡地充满，采用BGV(Balanced Gat Value) 法通过人工修改各个型腔浇口尺寸达到平衡。利用冷料穴储存前锋冷料。

2.3 冷却系统设计

模温调节系统直接影响到制品的质量和生产效率。为提高型腔的冷却效率，采用如图2 所示的冷却回路，一条回路的进口位于另一条回路的出口附近；根据塑件形状及模具结构限制，定模冷却水道直径为φ12mm( 见图2) ，与模外软管连接形成循环冷却。动模型芯直径较细，采用如图3 所示的钢管冷却方式，在型芯中心压入热导性能好的软铜芯棒，并将芯棒的一端伸到冷却水孔中冷却。

2.4 脱模机构设计

塑件( 瓶盖) 主体部分内有半圆形粗牙螺纹，塑件材料为聚乙烯( PE) ，具有良好的柔韧性，考虑采用强制脱模，为了简化模具结构降低模具的闭合高度，采用限位板和推件板组合的脱模机构( 见图4) 。

a—— —瓶盖模具结构 b—— —型腔排列示意图

1.定位圈2.螺钉3.定模座板4.焊条拉力实验机的丈量原理及性能特点是甚么?限位螺钉5.导柱6.弹簧7.流道拉板8.导套9.推件板10.导柱11.螺钉12.支承板13. 水嘴14. 动模座板15. 软铜芯棒16. 密封圈17. 型芯18.斜导柱19.塑件20.限位板21.螺钉22.哈夫块23.螺钉24.水道25.型腔板26.限位钉27.水道28.弹簧29.浇口套30.冷料穴31.点浇口32.分流道33.主流道

2.5 分型面选择

瓶盖主体沿圆周仅通过8个小圆柱与防伪圈相连，采用两个半圆的哈夫块( 横向) 来成型防伪圈。结合塑件结构特点，塑件成型后必然留在型芯上，故模具分型面设在防伪圈与瓶盖主体之间截面轮廓最大部位，与开模方向垂直。

2.6 侧向抽芯机构

塑件下部有一防伪圈，由成型防伪圈的两哈夫块跟瓶盖主体部分共同构成型腔，设置在定模部分核桃油，两哈夫块装在型腔板上的导滑槽中。脱模时，斜导柱拨开两哈夫块完成侧抽芯；合模时，哈夫块靠装在动模上的楔紧块锁紧，由于成型防伪圈的侧凹只有0.6mm，所需的抽拔力不大，抽芯距较小，将哈夫块设计成始终不脱离斜销，故不须设置哈夫块的定位装置。

3 模具工作过程

模具合模，塑化后的粘流态塑料熔体经注射、保压、冷却凝固定型。注射机喷嘴后移，由于弹簧28的回弹作用使主流道凝料脱出浇口套，在弹簧6的作用下模具沿Ⅰ- Ⅰ分型面打开，当限位螺钉4起限位作用时，流道拉板7将点浇口拉断，并将凝料从型腔板25中拉出自动坠落，型腔板25在注射机移动模板带动下继续后移，当限位螺钉26起限位作用时定模部分停止运动； 由于熔体冷却时的收缩作用，塑件包在型芯上，在注射机移动模板的带动下动模部分继续后移，塑件从型腔脱出，与此同时，斜导柱18拨开哈夫块22完成侧抽芯动作，动模部分继续后移，当限位板20起限位作用时，推件板9使塑件脱离型芯。合模，脱模机构、侧抽芯机构复位，至此完成一个注射周期。

图5 直观地模拟了模具的整个脱模过程。

4 结束语

经生产实践证明，该模具有利于塑料熔体的充模流动，脱模机构简单可靠，冷却系统布置及侧抽芯机构设计合理，投入使用后塑件质量主要检查要害、易损零部件(如机械安全装雨鞋置)的情况稳定达到用户要求。

作者单位：单小根（包头职业技术学院，内蒙古，包头，014030）

杨建鸣（内蒙古科技大学机械工程学院）

秦波（内蒙古科技大学机械工目前该类实验机的最小机型为50K(3)高性能长玻纤工程塑料、高性能短玻纤工程塑料将进1步取代金属材料N程学院）

参考文献：

[1]中国模具设计大典编委会.中国模具设计大典[M].南昌:科学技术出版社，2003.

[2]中国机械工业教育协会组编.塑料模具设计及制造[M].北京:机械工业出版社，2001.

[3]郑新建，孙先明等.点滴瓶瓶盖注塑模设计[J].模具技术，2005.(4)(end)

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