一种洗发水瓶盖的注塑模具设计

任天娟

(陕西国防工业职业技术学院，陕西 西安 710302)

0 引 言

洗发水瓶盖类产品大多是规则形状，有圆弧喷嘴，且装配要求产品有螺纹结构。为保证塑件的顺利脱模，就需要设计相应的圆弧抽芯机构和自动脱螺纹机构。同时，为确保塑件的质量，对模具的浇注系统也提出了一定要求。针对这些问题，本文以典型洗发水瓶盖为研究对象，探讨了该类塑件模具结构的设计要点。

1 塑件的工艺分析

本研究的对象为一种洗发水瓶盖塑件(见图1)。其材料为PP，要求外形美观且表面光滑，能大批量生产。该塑件结构较为复杂, 喷嘴处为一段圆弧，中间圆柱的外表面有连接螺纹。依据以上特征，将模具整体结构设计为一模四腔，采用自动脱螺纹机构以实现外螺纹的成型；采用圆弧抽芯机构以保证塑料瓶盖圆弧部分的成型；浇口采用潜伏式浇口以保证塑件表面光滑[1]。

图1 塑料瓶盖

2 模具结构设计

2.1 浇注系统的设计

考虑到塑件要求表面光滑，模具便于脱模，以及模具整体结构，设计了潜伏式浇口，浇口选择在瓶盖的外圆柱面，如图2所示。这样既可以保证塑件的表面质量，也便于自动化生产[2]。主流道入口处直径为3 mm, 脱模斜度为1.5°；横流道截面形状选U形, 半径为4 mm。分流道入口处直径为3.5 mm, 脱模斜度为1°。潜伏式浇口入口处直径为0.8 mm[3]。

图2 浇注系统

2.2 自动脱螺纹机构的设计

该模具设计了自动脱螺纹机构，实现瓶盖外螺纹的成型。液压马达为该机构提供动力，按照预先设定的液压力驱动链条带动链轮，从而使得运动传递给与链轮相连的齿轮轴。而齿轮轴和螺纹型环的轮齿啮合，使得螺纹型环后退，从而实现了瓶盖的自动脱螺纹动作。固定型芯和小型芯底部圆柱都做了切面处理，这样可保证在自动脱螺纹的过程中型芯保持不动，等到自动脱螺纹动作完成后，模具进行圆弧抽芯[4]。

图3 自动脱螺纹机构

2.3 圆弧抽芯机构的设计

塑件的喷嘴处为一段圆弧结构，为实现其成型，设计了圆弧抽芯机构，该机构由圆弧侧型芯、楔紧块、圆弧导向块以及圆弧推块等构成，如图4(a)所示。

(a) 圆弧抽芯机构示意图

(b) 圆弧抽芯内部结构示意图

圆弧抽芯机构的运动过程为：随着模具动模的运动，固定在定模部分的楔紧块和圆弧侧型芯分开，同时圆弧推块通过其弧形槽拉动圆弧侧型芯，这样就使得圆弧侧型芯上的圆销一边随着动模后退，一边沿着圆弧推块内的导向槽运动, 最终使得圆弧侧型芯沿着圆弧导向块内的导向槽运动, 这样就完成了圆弧抽芯[5]，如图4(b)所示。

3 模具的工作原理

图5为洗发水瓶盖塑件的注塑模具装配图，模具开模过程具体如下。

1) 完成外螺纹自动脱模。注塑模具合模完成注射、保压、冷却等过程后[6]，液压马达30提供液压力驱动链条27带动链轮，从而使得运动传递给与链轮相连的齿轮轴46，而齿轮轴46和螺纹型环5的轮齿啮合，使得螺纹型环5后退，从而完成了外螺纹的自动脱模。

1-螺钉；2-垫板；3-型芯固定板；4-螺纹套固定板；5-螺纹型环；6-螺钉；7-导套；8-导柱；9-水嘴；10-导套；11-螺钉；12-定模座板；13-螺钉；14-型腔板；15-定模板；16-螺钉；17-定距拉板；18-弹簧；19-活动块；20-定距拉板；21-螺钉；22-轴承固定板；23-轴套；24-型芯；25-支撑板；26-螺钉；27-链条；28-固定支架；29-液压马达；30-螺钉；31-圆弧推块；32-圆弧侧型芯；33-楔紧块；34-螺钉；35-螺钉；36-主流道衬套；37-定位圈；38-拉料杆；39-定模板；40-定位螺钉；41-定位螺钉；42-推板；43-动模板；44-固定型芯；45-支撑板；46-齿轮轴；47-动模座板

2) 完成圆弧抽芯。外螺纹完成脱模后，模具动模部分继续后退，在定距拉板16的作用下，此时锁紧块6和圆弧侧向抽芯5分开，为圆弧抽芯做好准备。随着动模继续后退，此时圆弧推块31通过其弧形槽拉动圆弧侧型芯32，这样就使得圆弧侧型芯32上的圆销一边随着动模后退一边沿着圆弧推块31内的导向槽运动, 最终使得圆弧侧型芯32沿着圆弧导向块内的导向槽运动，直到定位螺钉41运动到下限位置圆弧完成抽芯[7]。

3) 完成塑件脱模。动模继续后退，定位螺钉40运动到下限位置带动推板42，使塑件及浇注系统凝料脱离型芯，从而实现了塑件的脱模[8]。

4) 完成模具复位。模具开始合模过程，在链条27和齿轮轴46作用下实现螺纹型芯5的复位，推板42由定模板39实现复位，圆弧侧型芯32在楔紧块33的作用下实现复位。至此模具完成了完整的运动循环过程[9]。

4 结 论

针对洗发水瓶盖的结构特点和产品成型要求设计了一模四腔体的自动脱螺纹模具。为保证塑件表面质量，设计了平衡布局的浇注系统并采用了潜伏式浇口；为实现瓶盖圆弧部分的成型，设计了圆弧抽芯机构；为便于瓶盖外螺纹的成型，设计了自动脱螺纹机构；为实现产品顺利脱模，设计了推板推出机构。模具产后，运行平稳，成型塑件满足工艺要求，实践证明：该注塑模具结构合理，可为类似的模具设计提供参考[10]。