洗發水瓶蓋注射模設計

1 產品結構及工藝分析

(1) 產品名稱：海飛絲洗發水瓶蓋如圖1 所示(圖中尺寸僅供參考) 。
(2) 產品材質及外觀分析。

洗發水瓶蓋屬于外觀產品，對外觀要求較嚴格：①外觀光澤；②材質為：PP+GF20%(淺藍色)，收縮率：1.5%。

聚丙烯(PP) 屬于結晶性塑料，流動性極好，吸濕性小，可能發生熔融破裂，模溫不宜太高(80℃~90℃) ，冷卻速度快，所以澆注系統及冷卻系統應散熱緩慢；其成型收縮范圍大，收縮率大，易發生縮孔、凹痕、變形，方向性強，注射時應嚴格控制成型溫度，料溫低方向性明顯，尤其低溫高壓時更明顯，模具溫度低于50℃以下塑件不光澤，且易產生熔接不良、流痕；模具溫度高于90℃以上時易發生翹曲、變形；要求塑件壁厚均勻，應避免缺口、尖角，防止成型時應力集中。模具應設計有足夠的排氣。

對聚丙烯(PP) 料的成型壁厚應不低于0.85mm。 產品成型壁厚低于0.85mm，為增加產品強度，需改性加GF15%。

圖1 瓶蓋

(3) 產品成型結構分析。

此產品成型壁厚較薄(0.80mm)，成型時易發生翹曲、變形；小蓋咀與大蓋口的配合應緊固，不宜松動；小蓋折合處成型時不宜太薄或太厚，應具有足夠的耐折和易折性，膠型彈片弧形不應太長，要保證小蓋扣上后，表面無拱形、吻合恰好。

其產品內部結構成型較困難：①內部結構整體位置將決定著與瓶身裝配后瓶蓋和身的外觀；②內部結構與瓶口內接處較薄，且直徑和高度應保證裝配后能伸進瓶口并能脹緊內壁，起到密封作用，使洗發水不能從瓶蓋內部流出；③此洗發水瓶蓋是采用脹性(內肋) 鎖扣在瓶口外肋上，洗發水瓶蓋內肋不宜成型后脫模；④瓶蓋內肋所在的圓壁其對稱處有開口，起瓶蓋鎖扣時圓壁有彈性脹開的作用，瓶蓋內肋在模具型芯上加工困難(芯圓柱面對稱處有凸起) 。

(4) 確定模具結構。

①為保證產品外觀，采用產品頂面中心處(小蓋覆蓋面) 進膠—— 三板模直接點膠口形式；②瓶蓋在成型時小蓋為開狀，小蓋型芯須裝在A模板上，這樣必須在開模時小蓋部分先從定模脫出，才能確保小蓋折合處不受損壞與大蓋連接；模具必須有可靠的定模頂出結構—— 定模頂出；③考慮成型因素，采用1模4腔，需有澆口板且分型，此模澆口設計成自動脫落，模具需對澆口板分型面有定距分型裝置—— 定距分型；④動模頂出系統優化設計—— 斜頂原理(即：型芯斜頂出脫模) 。

洗發水瓶蓋外形大致為橢圓，成型壁厚較薄，且瓶蓋有內肋，較小，采用強制脫模，需用較大的脫模力，根據斜頂原理，動模脫模方式設計為型芯斜頂出，頂出力較大、可靠，動模頂出系統結構簡單。

2 模具結構及其工作過程

(1) 模具結構如圖2 所示。

①根據聚丙烯(PP) 冷卻速度快，澆注系統及冷卻系統應散熱緩慢的特點，模具定模部分產品成型又較少，所以模具定模部分將不設冷卻系統。

②此模具澆注系統將不設計熱流道，因聚丙烯(PP) 對溫度較敏感，溫度不宜控制。

③又因聚丙烯(PP) 對溫度較敏感緣故，模具加熱器不能太多(加熱棒)，需裝在模具內，以便更好的控制模具溫度，但不宜太靠近型腔。

(2) 成型零部件設計分析。

①型腔的設計。

型腔是成型產品外表面的主要零件，該產品對成型外表面要求較嚴，又考慮到產品生產量大，為提高模具強度、剛度，型腔便于加工和更換等原則，所以型腔采用整體鑲件式，材料采用進口P20。

②型芯的設計。

型芯是成型產品內部表面及結構的主要零件，該產品型芯較多，尤其是定模，給模具裝配精度帶來一定的難度，型芯零部件多會給以后修模及更換零件時制造精度帶來困難。

該模具設計重要部分：利用動模型芯斜滑頂出脫模。

③定模頂出的設計要點。

定模頂出類型有模內和模外兩種：a.模外頂出力較大(一般采用氣動裝置，塑件定模頂出部分較大時)，且氣動頂出速度快，同模具打開的速度連貫性不宜控制。

b.模內頂出力較小，適用塑件定模頂出部分較小時，通常采用彈簧為力源，模內頂出部分結構簡單，模具費用低，修換方便等，但彈簧易失效。

該模具設計定模模內頂出，采用一小塊板連接頂桿、復位桿，同時把彈簧固定與連接板中間，使頂桿、復位桿在頂出時受力均勻及復位桿受合模力復位時頂桿不易卡住，材料可選用45 鋼。彈簧的選用則需根據產品的生產量來決定。

④定距分型的設計(澆口料自動脫落設計) 。

定距分型，主要對澆口板在開模時滑開距離進行定位限制，使澆口料能自動從模具澆口板中脫出，該模具由于一半分流道開在定模座板上，澆口板較薄，澆口板需滑開距離又較大，所以采用模外定距分型，彈簧為力源，有安裝方便、上模內結構簡單等特點，此方式在模具設計中常被廣泛采用。

澆口拉料桿需止旋轉，且復位彈簧不宜彈力太大，能保證拉料桿在合模前復位即可，注意澆口拉料桿8 開口邊的裝配方向，使澆口料自動脫落。

⑤澆注系統的設計。

產品外觀及模具制造原因，該模具采用直接點澆口形式，從主型芯上進膠，這是因產品外觀結構的原因，進膠點被蓋在小蓋下面，無外觀影響。

為減少模具制造用材料，把一半分流道開在定模座板上，一舉兩得。

⑥動模頂出的設計要點。

動模頂出部分是該模具設計特點部分：利用橢圓及圓形幾何規則、斜頂頂出原理，優化設計，利用動模芯斜頂式斜滑頂出脫模，從而大大提高產品脫模力度，減少產品在脫模時對模芯的抱緊力及在采用頂桿頂出時產品頂出面變形的可能性(見圖3) 。

建議：此脫模方式可使用于產品橢圓或圓形時，內徑最好≥φ30mm，脫模行程不大，塑件收縮較大時采用較好。

復位桿為倒裝式，以螺紋形式固定在推板上，在推板下面用螺絲鎖緊，此方式主要是考慮到在脫模動作完成后，型芯在復位桿帶動下復位時減少所受到的撞擊力，保證型芯上及連接頂桿上的螺紋不受損壞。

⑦冷卻系統及排氣的設計。

因聚丙烯(PP) 料對溫度較敏感，該產品成型在定模部分又較少，所以模具定模部分將不考慮設冷卻系統；動模冷卻系統設計為串聯冷卻形式，利用銅管鑲入模具冷卻孔內串聯冷卻。

(3) 模具工作過程。

模具在注射機上注射成型完畢，同時冷卻系統使產品在模具型腔內冷卻，注射機保溫時間結束，開模時I分型面在模外定距裝置上彈簧12的作用下先開模，由于定距水口料拉料桿8上的彈簧力較小，從而在水口料澆口及水口板上拉料桿的帶動下被拉出，待定距水口料拉料桿8行程完畢，I分型面開模繼續，使水口料從產品中脫出，同時水口板上拉料桿上的水口料也被脫出，因水口料定距拉料桿8開口邊朝下方，則水口料自動落下，定距拉料桿8在彈簧7的作用下復位，I分型面分開，并且在限位柱16下分型定距；注射機開模仍然繼續，Ⅱ分型面打開，同時動模平面不再對復位桿33施力，從而推桿3和復位桿33在彈簧強力下彈出，頂出產品；待注射機開模動作全部結束，開始動模頂出動作，模具推桿墊板25被注射機頂桿推行，使固定在型芯上的頂桿24受力，帶動模型芯推動產品完成頂出，復位時由于復位桿21倒裝固定在推板上，從而減少了動模型芯在頂桿24帶動下復位時所受的撞擊力，模具完成一次注射工作。

3 模具裝配、加工要點及調試

(1) 定模型芯較多，加工時需對鑲芯留有裝配研磨余量。
(2) 動模芯頂桿斜導滑孔，在加工時兩塊板需固定在一起，確保同軸度。
(3) 裝配后，確保推板復位后正好�？吭谙尬会斏匣蚓�1mm，使動模型芯完全復位，不影響成型時產品的內部結構。
(4) 注意澆口拉料桿裝配方向，模具在注射機上安裝時澆口拉料開口邊朝下方。

4 結束語

該三板式模具整體結構在模具設計中屬較難，用到了澆口自動脫落、模外定距分型、定模頂出、動模型芯斜頂出設計，其中利用動模型芯斜頂出設計較特別，而且在模具結構中極為少見，且設計合理，省去了采用頂桿套筒或頂板頂出設計，從而減少模具制造上的困難，解決了圓筒形件和橢圓形件在成型后頂出力較大的難題，可供同行參考。