百折塑料瓶盖强制脱模注塑模具设计

摘要：根据塑料瓶盖的结构特点，设计了一副动、定模多次强制推出的注塑模具，通过采用活动芯型和定距分型机构，有效解决了塑件多处倒扣难以脱模的难题。模具推出机构结构复杂，分型面多，制作难度大，但模具结构先进合理，成型塑件达到设计要求。

关键词：百折塑料瓶盖；注塑模具；强制推出；活动型芯；定距分型机构

0 、前言

塑件存在侧向凹凸结构，但不采用侧向抽芯结构，而是依靠推杆或推板，使塑件产生弹性变形，将塑件强行推离模具，这种推出方式叫强制脱模。强制推出的模具相对于侧向抽芯的模具来说，结构相对简单,用于侧凹尺寸不大、侧凹结构是圆弧或较大角度斜面且精度要求不高的塑件。本文介绍一副动定模均采用强制脱模的复杂脱模系统注塑模具，模具结构新颖实用，设计经验和技巧可供同行参考。

1、   塑件分析

塑件为鲁花翻盖油瓶瓶盖，材料：聚丙烯PP，收缩率2%。瓶盖主要由左右两部分组成，它们通过三处薄壁连接，薄壁最薄处厚0.35mm。装配时，薄壁处弯折，左右两部分紧扣。本塑件最大特点是多处存在倒扣，见图1。其中倒扣1的深度为0.45mm，倒扣2的深度为0.35mm，倒扣3的深度为0.45mm，倒扣4的深度为1.30mm，倒扣5的深度为1.00mm，倒扣6的深度为0.8mm，所有倒扣根部均为圆弧形光滑过渡。成型塑件因尺寸较小，且结构复杂，无法采用侧向抽芯，不能按常规方法脱模，模具脱模系统设计是难点。

2、   模具结构设计

    根据成型塑件结构特点和PP塑料的特性，模具动模和定模部分均可以采用强行脱模。 塑件批量大，一模出十六件。根据成型塑件结构，模具采用点浇口浇注系统。模架购买龙记公司的标准型三板模架3540-DBI-A70-B-40-350-O，模具详细结构见图2。

2．1   成型零件

模具的成型零件包括定模镶件，动模镶件和多个抽芯。定模型芯和动模型芯均采用组合式，由于要采

用强行脱模，故所有成型有倒扣胶壁的型芯均设计成活动型芯。每个塑件总共有5处倒扣，所以每个型腔有五个活动型芯，其中定模一个，动模四个。由于活动型芯太多，活动型芯不宜装配在推杆固定板上。本模具需要将标准型三板模进行改装，将原推板和托板都改为动模板，模具采用三块活动的动模板，将四个活动型芯分别装在三块活动的动模板上。由定距分型机构控制各模板的开模顺序和开模距离，从而实现活动型芯的依次强行脱模。定模的活动型芯29则由弹簧28推出，合模时由复位杆30推动复位。

2．2 浇注系统

本塑件属于两个圆形回转体的组合零件，由于表面要求高，不能从侧面进料,也无法采用潜伏式进料，故采用点浇口从大的圆形回转体进料，因此本模具采用点浇口浇注系统。模具的主流道长度应尽量短，以减少浇注系统的凝料，减轻模具的排气负担，缩短模具的成型周期，所以模具浇口套是特制的。

2.3脱模系统设计

成型塑件内外表面存在多处倒扣，倒扣深度较小，又因为聚丙烯PP弹性较好，故模具脱模系统采用强制脱模结构。注塑模具强制脱模结构有很多种，单组推板和双组推板二次脱模系统是常用的强行脱模结构。单组推板强行脱模系统是指在脱模系统中只设置了一组推板和推杆固定板，再配以其它一些特殊零件的运动来实现。双组推板二次脱模系统则是在模具中设置两组推板，它们分别带动一组推出零件实现制品二次推出的推出动作。本模具采用单组推板，多组弹簧和多块活动动模板的结构。采用强制脱模时，成型塑件倒扣处必须有弹性变形空间，采用活动芯型就是为倒扣的弹性变形留出空间，这是本模具结构的创新点之一。

2．4 定距分型机构设计

由于动定模均须强制脱模，都存在活动型芯，加上模具采用点浇口浇注系统，模具共有六个分型面。为保证成型塑件安全顺利脱模，六个分型面的开模顺序和开模距离都必须收到严格控制。为此模具设计了由外置式和内置式联合组成的定距分型机构。

定距分型机构很复杂，由外置式拉钩、拉板分型机构和内置限位钉、尼龙胶塞等组成，详见图2和图3。但其结构新颖实用，先进合理，是本模具结构的第二个创新点。

3 、 模具工作过程

⑴ 熔胶经过浇口套26进入模具型腔，在模具型腔中填充满后冷却固化。当成型塑件固化至足够刚度后，模具在注塑机动模板的拉动下开始打开，由于定距分型机构尼龙塞21和滑块46、滑块47、拉钩48的作用，模具先从分型面1处打开,此时浇注系统凝料在拉料杆25作用下和塑件分离，从定模板中脱出，见图4。

⑵ 分型面1打开到130mm时，由于定距分型机构拉条40、挡销39和42的作用，模具再从分型面2处打开，此时脱料板强行将浇注系统凝料推出，实现自动脱浇。在限位钉23和24的作用下，分型面2处开模距离为10mm。见图4。

⑶ 注塑机动模板继续后退，模具从分型面3处打开，模具动、定模开始分离。在弹簧28和塑件包紧力的作用下，存在倒扣的活动型芯29随同塑件一起弹出，弹出距离为13mm，此时定模型芯27已脱离塑件，有倒扣的胶壁存在弹性变形的空间，在动模包紧力的作用下，塑件强行从定模活动型芯29上脱出，实现塑件的第一次强行脱模：定模强行脱模，见图4。

⑷ 动模完成开模行程后，注塑机顶棍通过顶棍孔K.O.孔推动推杆板14，推杆板14通过复位杆38推动推板6，在外置式定距分型机构的作用下，动模部分的两块活动板8和10随推板一起推出，模具再从分型面4处打开，此时动模固定型芯37相对后退脱离塑件。使活动型芯36上成型的存在倒扣的胶壁有了弹性变形的空间。在限位钉9的作用下，分型面4处的开模距离为8.8mm。见图5。

⑸ 当复位杆推动推板和两块活动动模板8、10前进8.8mm时，定距分型机构推块43推动滑块46左移，使滑块46脱离定距分型机构的拉钩47，模具从分型面5处打开。此时存在倒扣的活动型芯36强行从塑件中脱出，模具实现第二次强行脱模。

⑹ 当活动型芯36脱离塑件后，活动托板35和活动型芯34在弹簧16的作用下随即弹出3mm，活动型芯34强行脱离塑件。模具实现第三次强行脱模。

⑺ 在限位钉19的作用下分型面5处的开模距离为10mm。模具完成这一开模距离后，定距分型机构推块43已将滑块47推离定距分型机构拉钩48，模具再在分型面6处打开。此时推板推动塑件，强行从动模型芯上脱出，模具实现第四次强行脱模。

至此塑件已完全脱离模具，自动脱落，完成一次注射成型。

⑻ 合模时，推板镶件17推动小复位杆30将定模活动型芯29推回原位。同时定模板4推动推板6复位，推板6通过复位杆38推动推杆板14、15复位，同时推板6又推动两块动模板8、10以及两块动模板上的型芯复位，至此整个型腔回复原状，外置式定距分型机构也进入合模状态。模具进行下一次注射。

4、   注意事项

（1）定距分型机构在开模过程中,必须严格控制开模行程,如果开模行程和限位钉限制距离不一致的话,会拉断限位钉或产生其它故障。

（2）因为弹簧容易失效，模具在注塑生产过程中，需要定期更换内置弹簧16、28以及外置定距分型机构中的弹簧。

（3）动、定模之间采用的尼龙塞增加开模阻力，尼龙塞寿命约5万次，为提高定距分型的寿命和效果，也可采用扣基开闭器。

（4）本模具的推杆固定板只需设计复位杆38，勿需再加复位弹簧。

5、   结束语

（1）模具采用活动型芯强制脱模机构，有效解决了成型塑件倒扣多且复杂的脱模难题；

（2）模具采用多块活动动模板，以及外置式拉钩定距分型机构，有效保证了强制脱模的安全顺利进行。

（3）模具结构先进合理，试模一次成功，模具放产以来注塑稳定可靠，制品脱模安全顺利，塑件质量符合设计要求。生产实践证明这种结构是成功的。

参考文献：

[1]张维合.注塑模具设计实用教程[M].北京：化学工业出版社，2007.

[2]屈华昌.塑料成型工艺与模具设计[M].北京：机械工业出版社，1996.

[3]张维合.注塑模具设计实用手册（第二版）[M].北京：化学工业出版社，2019.

[4]冯炳尧.模具设计与制造简明手册[M].上海：上海科学技术出版社，1994.

[5]陈础云.塑件强制脱模机构设计［J］.模具工业，2009,35（8）：59-61.

[6]熊毅、张成光.基于复杂分型面的面壳注射模设计［J］.现代塑料加工应用，2015,27（6）：49-52.