50工程塑料应用2005年，第33卷，第4期
铰链式塑料瓶盖自动卸螺纹注塑模设计
222a2黄诗君方耀华
(广东工业大学材料与能源学院，广州510643)(新发塑胶制品有限公司，深圳518108)
摘要对铰链式塑料瓶盖的注塑工艺和模具进行分析，针对塑料件脱模过程中的难点，在模具中巧妙设计了定 模顶出机构，在动模中采用自动卸螺纹和推管二次顶出相结合的脱模方式，并合理地设置冷却水道.实际生产证 明，该模具设计合理，动作可靠，成型周期短，对同类零件的成型工艺及模具结构设计有一定的参考价值. 中间道路
关键词自动卸螺纹瓶盖模具设计
塑料瓶盖应用广泛，品种繁多，成型瓶盖的模具
聚氨酯防滑链
结构也千差万别.结构简单批量小的瓶盖一般采用
强制脱模方式，其模具的结构较为简单；而结构复杂
批量大的瓶盖就要采用全自动卸螺纹的方式.特别
是专业瓶盖生产厂家，其生产的瓶盖同时供应给若
毛巾挂件干用户或应用于多个品牌的产品，不但要求模具的
质量好寿命长，而且生产效率要高.
1塑料件结构
某专业瓶盖厂生产的铰链式塑料瓶盖如图1所
料采用流动性好的聚丙烯(PP)，折叠次数可达上百
万次.瓶盖外壁厚1.5mm，外表面要求光滑，粗糙
度口为0.2m.上盖塞中间有一个直径为6.2
mln的圆柱(A处)，当瓶盖闭合时，圆柱与下盖座的
上端中心孔过盈配合起到密封作用.铰链采用"蝴蝶结"结构，简洁美观耐用.下盖座外壁为圆柱形,
在c处有一个朝上的内凹，方便使用时揭开上盖; 下盖座内侧有一个内径为M16的螺孔，用于与塑料瓶身连接；螺孔内侧上端有一个"V"形凸起的扣环(见B处)，与塑料瓶身连接时起到密封作用.下盖
座内侧与螺~L#l-壁之间有8条厚度为0.6mm的加上盖塞
图1铰链式塑料瓶盖
强筋(见D处)，可有效提高瓶盖的刚性，保证外观
质量.瓶盖内螺纹采用尖形，以使其与瓶身连接更可靠.
2成型工艺分析
2.1浇口位置选择
根据塑料件的结构及外观要求，考虑到浇注系
统冷料必须能自动脱落，该塑料件不宜在上端采用点浇口.由于PP的流动性较好，在图1中c处开
设潜伏式点浇口较为合理，这样不仅使塑料填充时产生的熔接痕在下盖座靠近铰链附近，不会影响外观，而且能使分子链在高剪切应力作用下产生高度定向，大大提高铰链的使用寿命.
2.2型腔布置
弹簧铰链塑料瓶盖结构的特殊性决定上盖塞和下盖座的
型腔要分别设置在动模和定模上.为了满足大批量生产的需要，此模具采用1模24腔，并且分流道采用平衡式布置，主流道采用半热流道系统.
2.3脱模方式
塑料件脱模是产品设计和成型工艺中需重点考
虑的内容之一.塑料件成型后，在冷却收缩产生的
包紧力作用下，上盖塞包紧固定于定模的上盖塞型
芯，下盖座包紧固定于动模的下盖座型芯，开模时会
造成铰链撕裂或变形.因此，必须在定模内设置一
个顶出机构使模具在分型时能同时将上盖塞从定模
中推出.另外，瓶盖内螺纹采用尖形结构，下盖座内
侧与螺~L#l-壁之间有8条加强筋，其内螺纹不能采
用直接强制脱模的方式，必须采用全自动卸螺纹机
构，但全自动卸螺纹的行程只有7mln，还要结合推
管机构才能将整个塑料件顶出.
3模具结构与工作过程
模具的结构如图2所示.
收稿日期:2005一Ol一14
黄诗君，等：铰链式塑料瓶盖自动卸螺纹注塑模设计51
l一动模座板;2一脱模机构安装板;3一型芯;4一脱模机构固定板; 5一滚动轴承;6一螺纹型芯;7一下盖座型芯;8一套板;
9,26一弹簧;10,l7一推杆;1l一推管;l2一推管导向套;
l3一动模型腔板;l4一型腔固定板;l5一浮动模板;l6一拉料杆;武夷菌素
l8一型腔板;19,46,48一导套;2O一垫板;21,25,27一螺钉;
22一热流道系统板;23,47一导柱;24一定模座板;28一分流道板; 29一热流道系统;3O一定位环;3l一上盖塞型芯;32一主流道衬套; 33一顶针推板;34一顶针;35一顶针固定板;36一小型芯;
37,4l,42,43一镶块;38一柱销;39一橡胶;40一浮动型芯;
4_4一型芯垫板;45一型芯固定板;49一限位杆;5O一顶管固定板; 5l一顶管推板;52一下盖座型芯固定板;53一下盖座型芯推板;
54一顶出杆;55,56,57一密封圈;58,59一冷却水管;
6o一小型芯座;6l一滑动轴承;62一齿条机构;63一导轨
图2模具结构
模具采用半热流道两板式结构，潜伏式点浇口,
上盖塞型腔为整体式，型芯为组合式，下盖座型芯和型腔均为组合式.上盖塞塑料件的顶出机构安装在定模上，下盖座塑料件的顶出机构安装在动模上，并且由螺纹型芯6和推管ll联合二次顶出；动模型腔板13采用浮动形式，并固定在浮动模板15上，移动的距离由限位杆49决定；螺纹型芯6由液压油缸和齿条机构62驱动；上盖塞塑料件中心孔的成型型芯也采用浮动形式，通过橡胶39提供足够的压紧力, 防止成型时在中心孔附近产生毛边，保证制品的质量.
模具工作过程如下:
(1)合模注射.动，定模合模，注塑机塑化注
射，熔融塑料经热流道系统29和分流道板28进人模腔.
(2)上盖塞塑料件脱模.冷却成型后开模，型
芯固定板45与动模型腔板13之间的分型面分开, 下盖座塑料件由于包紧其组合型芯，随动模一起移动；在定模顶出机构的弹簧26的作用下，驱动顶针推板33和顶针34将上盖塞塑料件推出，脱离其组合型芯后也随动模一起移动.
(3)下盖座塑料件脱模.当开模行程达到要求
时，行程开关发出信号，液压油进人油缸，驱动齿条机构62移动和螺纹型芯6转动；由于加强筋的作用，下盖座塑料件不能转动而被旋出(直至脱离螺
纹型芯才停止)，同时在塑料件包紧力的作用下，下盖座型芯7带动部件50,51,52,53等向上移动，浮
动模板15在弹簧9的作用下也同步向上移动至限位杆49的限距位置，此时下盖座塑料件还没完全脱离下盖座型芯7和动模型腔板13；接着顶出机构工
作，顶出杆54驱动推管机构11将塑料件从下盖座型芯7中顶出(下盖座型芯7因下盖座型芯固定板52被限位而不再移动).
(4)拉料杆16将浇注系统凝料推出.
(5)动，定模再次合模，进人下一个注射成型周
期.
4模具设计要点
从图2可知，该塑料瓶盖模具的结构相当复杂,
模腔数量较多，制件质量要求较高，且属于大批量生产，要求成型周期短.因而，模具设计应充分考虑如下几个问题:
(1)浇注系统.浇注系统的优劣，直接影响到
制品的外观，物理性能，尺寸精度，成型周期等.此
模具采用一模24腔，流道较长，成型时容易产生流动痕，塌陷，充填不满，尺寸精度误差，件重误差等问题，为了使所有的型腔均匀填充，型腔采用平衡式布置，而且使用半热流道系统，减小流道废料和热量损失.采用潜伏式点浇口，对外观影响较小.模腔结
构如图3所示，在铰链镶块6上开设圆锥形浇口，塑料先向下流动，再向上经过铰链镶块6进人模腔；开模时，铰链镶块6随定模移动，浇口凝料自动从铰链镶块6中脱出，最后由拉料杆推出.
(2)型芯型腔结构.为了方便加工和模具维
修，除了上盖塞型腔因外观要求采用整体式外，其余均采用组合式结构，如图3所示.在不影响外观和应用的前提下，由多镶块组成的型芯型腔一方面有利于排气，例如，成型上盖塞直径为6mm的圆柱时采用镶块8和镶块9之间的间隙排气，否则无法成型；另一方面便于随时更换易损零件或根据各镶块
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