带内螺纹的饮水瓶盖注射模设计

连灿鑫

（福州职业技术学院， 福建 福州 350108）

0 引 言

带有外螺纹的塑件一般采用哈夫滑块成型，在动模板的上表面设置推件板，开模时，2个哈夫滑块分开后，再由推件板将成型塑件从型芯上推出，整个脱模过程中型芯保持不动。对于含有内螺纹的瓶盖，使用该方法会形成强制脱模，损坏成型塑件的内螺纹。含内螺纹塑件的脱模过程是塑件保持不动，内螺纹型芯一边旋转一边后退的方式脱模[1]。为了实现螺纹型芯自动旋转，需要在模具上安装液压缸、传动机构等设备，以驱动内螺纹型芯旋转。

1 饮水瓶盖结构

用于婴儿的饮水瓶瓶盖结构如图1所示，高约为75 mm，外表面有2个手柄，2个手柄的最大距离为127 mm，瓶盖的主体部分是圆形结构，外圆直径为φ66 mm，内表面带有2圈内螺纹，内螺纹的规格为M58 mm，瓶盖内圆柱面的长度为14 mm，内螺纹的长度为6 mm。塑件材料为ABS，由于ABS材料较硬，瓶盖的内螺纹必须以旋转的形式脱模，不能强制脱模。

2 模具设计

模具采用1模2腔三板模结构，塑件外部结构由2个哈夫滑块对碰成型，塑件内螺纹由螺纹型芯成型，如图2所示。由于哈夫滑块的脱模距离较小，由斜导柱驱动。塑件的内孔采用定模型芯与动模型芯对碰的结构成型[2]。

图2 模具结构

2.1 型芯结构

塑件的结构决定了必须由内螺纹先脱模，然后2个哈夫滑块分开，浇口设置在待成型塑件内圆柱面上。型芯分为内、外2层，在内层型芯上设置流道、浇口、推杆和拉料杆，在外层型芯上设置成型塑件内螺纹的结构，型芯结构如图3所示。

图3 型芯结构

2.2 浇注系统

每个待成型塑件设置一条直流道，将点浇口对准成型塑件内孔定模型芯与动模型芯对碰的分型面上，然后在动模型芯的端面开设一条流道，再以护耳浇口的形式进料，每个待成型塑件上有2个浇口，如图4所示。这种浇口有2个优点：①浇口较隐蔽，不影响成型塑件的外观；②可以自动修剪浇口凝料。为避免成型塑件出现熔接痕，将动模型芯端面流道两端稍微延长，起冷料穴的作用[3]。

图4 浇注系统

2.3 传动机构

为了能使螺纹型芯自动旋转，设计了由液压缸、齿轮齿条、从动齿轮、螺纹螺母和圆锥滚子轴承组成的传动机构，如图5所示。为了方便组装模具时调整螺纹型芯的位置，在螺纹螺母机构中设置了齿轮调节装置。在主动齿轮的底面设置一个圆锥滚子轴承，2个型芯由同一个主动齿轮驱动。当螺纹型芯旋转时，在螺纹螺母机构的驱动下，螺纹型芯还同时沿轴线方向平移，使成型塑件的内螺纹脱模。为了延长螺纹型芯的使用寿命，防止其磨损，在螺纹型芯的外圆柱面上安装铜套。外层型芯由3部分组成，在顶部设置成型塑件螺纹的结构，在中间设置了从动齿轮，在尾部设置了螺纹螺母机构中的螺纹，螺纹螺母机构中的螺母固定在模架的模板上[4]。

图5 传动机构

2.4 推出机构

由于内螺纹脱模机构是在模具开模前脱模，内螺纹脱模后，塑件依旧粘附在型芯上，需要用推杆推出，在内层型芯上设置了6根推杆，推出机构的结构如图6所示[5]。

图6 推出机构

2.5 冷却系统设计

模具的内层型芯是圆轴，为了达到更好的冷却效果，在内层型芯上开设2条直通式冷却水路，再通过模板接通水管接头，如图7（a）所示。哈夫滑块上有2个型腔，为了使每个型腔的冷却效果一致，在每个滑块上设计了2条独立的冷却水路，每条冷却水路由多条直通水路组成立体曲折的水路，如图7（b）所示，定模板的冷却水路简单，不再描述[6]。

图7 冷却系统

2.6 模具结构

由于模具为1模2腔结构，从护耳进料，采用三板模模架。为了在模具上安装由液压缸、齿轮齿条、从动齿轮螺纹型芯和圆锥滚子轴承组成的传动机构，采用非标准模架，在现有模架的基础上，在动模板与垫块之间增设3块板，分别为齿轮固定板、型芯固定板和垫板，如图8所示[7]。

图8 模架结构

模具结构如图9所示，成型塑件的型芯分为内、外2层，外层型芯脱模时一边旋转一边平移，因此外层型芯与型芯固定板之间必须保留一段间隙，间距设为16 mm，且2个型芯上的从动齿轮与螺母之间同样也应设置一段间距[8]。

图9 模具结构

注射完成后，动模与定模开模前，液压缸驱动外层型芯13旋转，在螺纹型芯机构的作用下，外层型芯13一边旋转一边平移，从成型塑件上脱模。脱螺纹传动机构的脱模动作停止后，模具开始开模。开模过程分为两步：第一步是脱料板21与定模板19分开，将浇口凝料取出；第二步是动模板26与定模板19分开，在第二步开模过程中，斜导柱18驱动哈夫滑块25作脱模运动。当注塑机的滑块带领动模停止运动后，注塑机的顶杆驱动模具的推出机构（推板2、推杆固定板3、拉料杆7和推杆15）运动，将成型塑件推出。取出塑件后，注塑机的滑块驱动模具的动模部分复位，复位过程与开模过程相反，模具完全复位后，即可生产下一个塑件[9]。

3 结束语

模具采用1模2腔三板模结构，根据塑件的结构特点，其外表面由2个哈夫滑块成型，并将成型塑件内表面的型芯分为内层和外层，塑件的内螺纹由外层型芯成型。在内层型芯上设置冷却水路、推杆、拉料杆等结构，为了安装内螺纹的脱模机构，在现有模架的基础上增加3块模板。模具经批量生产验证：模具的脱模机构运行稳定，成型的塑件合格率高，内螺纹没有损坏。