饮料瓶瓶盖注塑模设计

面对因人才流失而导致的技术缺失甚至技术断层，不得不面对一个技术的传承问

题。因此，建立一个软件智能平台将以往设计制造工程师的技术自动积累下来，

使企业有技术的沉淀；让新来的工程师迅速上手，短时的融入设计生产，对企业

而言，意义重大。

曲柄压力机生产行业作为一个传统的机械设计制造行业，同样也不可避免的

遇到以上阿题，为此，在ＰｒｅｓｓＭａｓｔｅｒ系统的开发过程中引入人工智能中的ＣＢＲ

机制，一定饮料瓶瓶盖注塑模设计

摘要本话题主要是针对饮料瓶瓶盖的模具设计,通过对塑件进行工艺的分析和比较,最终设计出一副注塑模。该课题从产品结构工艺性，具体模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核、都有详细的设计，同时并简单的编制了模具的加工工艺。通过整个设计过程表明该模具能够达到此塑件所要求的加工工艺。根据题目设计的主要任务是瓶盖注塑模具的设计。也就是设计一副注塑模具来生产瓶盖塑件产品，以实现自动化提高产量。针对瓶盖的具体结构，该模具是点浇口的双分型面注射模具。由于塑件内侧有四个小凸台，无法设置斜导柱，固采用活动镶件的结构形式。其优点在于简化机构，使模具外形缩小，大大降低了模具的制造成本。通过模具设计表明该模具能达到瓶盖的质量和加工工艺要求。

关键词瓶盖；注射模；侧抽芯机构；浇注系统

1 前言

随着中国当前的经济形势的日趋好转，在“实现中华民族的伟大复兴”口号的倡引下，中国的制造业也日趋蓬勃发展；而模具技术已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一，模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高，并能获得极大的经济效益，因而引起了各国的高度重视和赞赏。在日本，模具被誉为“进入富裕的原动力”，德国则冠之为“金属加工业的帝王”，在罗马尼亚则更为直接：“模具就是黄金”。可见模具工业在国民经济中重要地位。我国对模具工业的发展也十分重视，早在1989年3月颁布的《关于当前国家产业政策要点的决定》中，就把模具技术的发展作为机械行业的首要任务。

近年来，塑料模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、长寿命、精密模具在模具产量中所战比例越来越大。注塑成型模具就是将塑料先加在注塑机的加热料筒内，塑料受热熔化后，在注塑机的螺杆或活塞的推动下，经过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔内，塑料在其中固化成型。

本次设计的主要任务是饮料瓶瓶盖注塑模具的设计。也就是设计一副注塑模具来生产瓶盖塑件产品，以实现自动化提高产量。针对瓶盖的具体结构，通过此次设计，使我对点浇口双分型面模具的设计有了较深的认识。同时，在设计过程中，通过查阅大量资料、手册、标准、期刊等，结合教材上的知识也对注塑模具的组成结构（成型零部件、浇注系统、导向部分、推出机构、排气系统、模温调节系统）有了系统的认识，拓宽了视野，丰富了知识，为将来独立完成模具设计积累了一定的经验。

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 V alue) 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.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

如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则：

a)保证塑料制品能够脱模

这是一个首要原则，因为我们设置分型面的目的，就是为了能够顺利从型腔中脱出制品。根据这个原则，分型面应首选在塑料制品最大的轮廓线上，最好在一个平面上，而且此平面与开模方向垂直。分型的整个廓形应呈缩小趋势，不应有影响脱模的凹凸形状，以免影响脱模。

b)使型腔深度最浅

模具型腔深度的大小对模具结构与制造有如下三方面的影响：

1)目前模具型腔的加工多采用电火花成型加工，型腔越深加工时间越长，影响模具生产周期，同时增加生产成本。

2)模具型腔深度影响着模具的厚度。型腔越深，动、定模越厚。一方面加工比较困难；另一方面各种注射机对模具的最大厚度都有一定的限制，故型腔深度不宜过大。

3)型腔深度越深，在相同起模斜度时，同一尺寸上下两端实际尺寸差值越大，如图2。若要控制规定的尺寸公差，就要减小脱模斜度，而导致塑件脱模困难。因此在选择分型面时应尽可能使型腔深度最浅。

c)使塑件外形美观，容易清理

尽管塑料模具配合非常精密，但塑件脱模后，在分型面的位置都会留有一圈毛边，我们称之为飞边。即使这些毛边脱模后立即割除，但仍会在塑件上留下痕迹，影响塑件外观，故分型面应避免设在塑件光滑表面上，如图3的分型面a位置，塑件割除毛边后，在塑件光滑表面留下痕迹；图3的分型面b处于截面变化的位置上，虽然割除毛边后仍有痕迹，但看起来不明显，故应选择后者.

d)尽量避免侧向抽芯

塑料注射模具，应尽可能避免采用侧向抽芯，因为侧向抽芯模具结构复杂，并且直接影响塑件尺寸、配合的精度，且耗时耗财，制造成本显著增加，故在万不得己的情况下才能使用.

e)使分型面容易加工

分型面精度是整个模具精度的重要部分，力求平面度和动、定模配合面的平行度在公差范围内。因此，分型面应是平面且与脱模方向垂直，从而使加工精度得到保证。如选择分型面是斜面或曲面，加工的难度增大，并且精度得不到保证，易造成溢料飞边现象。

g)使侧向抽芯尽量短

抽芯越短，斜抽移动的距离越短，一方面能减少动、定模的厚度，减少塑件尺寸误差；另一方面有利于脱模，保证塑件制品精度。

h)有利于排气

对中、小型塑件因型腔较小，空气量不多，可借助分型面的缝隙排气。因此，选择分型面时应有利于排气。按此原则，分型面应设在注射时熔融塑料最后到达的位置，而且不把型腔封闭

综上所述，选择注射模分型面影响的因素很多，总的要求是顺利脱模，保证塑件技术要求，模具结构简单制造容易。当选定一个分型面方案后，可能会存在某些缺点，再针对存在的问题采取其他措施弥补，以选择接近理想的分型面。

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，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。

模具的安装调试及维护

4 模具安装

（1）、清理模板平面定位孔及模具安装表面上的污物、毛刺；

（2）、因模具的外形尺寸不大，故采用整体安装法。先在机器下面的两根导轨上垫好板，模具从侧面进入机架间，定模入定位孔，并放正，慢速闭合模板，压紧模具，然后用压板或螺钉压紧定模，并初步固定动模，然后慢速开闭模具，找正动模，应保证开闭模具时平稳，灵活，无卡住现象，然后固定动模；

（3）、调节锁模机构，保证有足够开模距及锁模力，使模具闭合适当；

（4）、慢速开启模板直至模板停止后退为止，调节顶出装置，保证顶出距离。开闭模具观察顶出机构的运动情况，动作是否平衡、灵活、协调。

（5）、模具装好后，待料筒及喷嘴温度上升到距离预定温度20o～30o，即可校正喷嘴浇口套的相对位置及弧面接触情况，可用一纸片放在喷嘴与浇口套之间，观察两者接触印痕，检查吻合情况，须使松紧合适，校正后拧紧注射模座定位螺钉，紧固定位。

5 调试

试模时，塑件上常可能会出现各种弊病，为此必须进行原因分析，排除故障。造成次、废品的原因是很多的，有时是单一的，但经常是多方面的综合原因。需按照成型条件、成型设备、模具结构及制造精度、塑件结构及形状等因素逐个分析找出其中的主要矛盾，然后再采取调节成型工艺参数、修整模具等方法加以解决。

6 结论

本次设计的主要任务是瓶盖注塑模具的设计。也就是设计一副注塑模具来生产盒盖塑件产品，以实现自动化提高产量。本设计的优点在与简化了机构，降低了模具的制造成本。针对盒盖的具体结构，通过此次设计，使我对点浇口双分型面模具的设计有了较深的认识。